KR19990021948A - Capacitively coupled multi-axis data input device and method - Google Patents
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Abstract
용량적으로 접속된 6축 조이스틱(320)은, 수직 쌍의 슬롯(312, 314)을 갖는 감지기 전극(310)과, 상기 감지기 전극의 슬롯 내에 보완적으로 내장되는 평평한 회로 기판(302, 304, 306)의 세 개의 상호 직교 표면상에 형성된 커패시터 전극(CS)을 갖는 고정된 전극 장치(300)를 사용한다. 함께 내장될 때, 상기 커패시터 전극은 상기 감지기 전극 면으로부터, 상기 전극 장치에 대해 감지기 전극의 회전 및 병진 운동에 따른 간격만큼 분리된다. 신호 생성기(352)와 어드레스 디코더(354)는 순차적으로 교류 신호를 커패시터 전극에 인가한다. 상기 교류 신호는, 회전- 및 병진 유도 간격에 의존하는 정도로, 상기 감지기 전극의 가장 가깝게 관련된 면에 접속된다. 제어기(350)는, X-, Y-, Z-, 구름-, 피치-, 및 편요각-축 방향에서 상기 감지기 전극의 편향 정도를 결정하기 위하여, 각 접속된 신호 전압을 검출하고 처리한다.The capacitively connected six-axis joystick 320 includes a sensor electrode 310 having vertical pairs of slots 312 and 314, and flat circuit boards 302 and 304 complementarily embedded within the slots of the sensor electrode. A fixed electrode device 300 having a capacitor electrode C S formed on three mutually orthogonal surfaces of 306 is used. When embedded together, the capacitor electrode is separated from the sensor electrode face by a distance along the rotational and translational movement of the sensor electrode with respect to the electrode device. The signal generator 352 and the address decoder 354 sequentially apply an AC signal to the capacitor electrode. The alternating signal is connected to the closest associated side of the sensor electrode to a degree that depends on the rotation- and translational induction intervals. The controller 350 detects and processes each connected signal voltage to determine the degree of deflection of the sensor electrode in the X-, Y-, Z-, rolling-, pitch-, and yaw-axis directions.
Description
컴퓨터 및 컴퓨터 프로그램의 지금까지의 성능 개선은 보다 높은 성능의 사용자 입력 장치의 대응하는 필요성을 야기하였다. 워드 프로세싱, 데이터 입력, 3차원 기계 설계, 항공 시뮬레이션, 및 소비자 지향 게임을 위한 최근의 컴퓨터 응용 프로그램은 모두, 복수 자유도(이후로는 축(axis)으로 언급)의 데이터 입력을 필요로 한다. 그러나, 조이스틱, 트랙볼(trackball), 그래픽 태블릿, 및 마우스와 같은 종래의 컴퓨터 입력 장치는, 많은 응용에서 6축까지의 동작이 바람직하지만, 2 또는 3축 동작으로 그 구성이 제한되었다.So far, performance improvements of computers and computer programs have led to the corresponding need for higher performance user input devices. Modern computer applications for word processing, data entry, three-dimensional mechanical design, aviation simulation, and consumer-oriented games all require data entry in multiple degrees of freedom (hereafter referred to as axis). However, conventional computer input devices such as joysticks, trackballs, graphics tablets, and mice are preferred for up to six axes in many applications, but their configuration is limited to two or three axes.
도 1은 세 개의 상호 수직인 병진 동작축(이후로는 X-, Y-, 및 Z-축으로 언급)과 세 개의 상호 수직인 회전 동작축(이후로는 구름(roll)-축, 피치(pitch)-축 및 편요각(yaw)-축으로 언급)의 6개의 축을 도시한다. 당업자라면, 구름을 X축에 대한 각 회전, 피치를 Y축에 대한 각-회전 및 편요각을 Z축에 대한 각-회전으로 언급할 것이다.1 shows three mutually perpendicular translational axes of motion (hereinafter referred to as X-, Y-, and Z-axis) and three mutually perpendicular rotational motion axes (hereafter roll-axis, pitch ( six axes, referred to as pitch-axis and yaw-axis). Those skilled in the art will refer to clouds as angular rotation about the X axis, pitch as angular rotation about the Y axis, and yaw angle as angular rotation about the Z axis.
조이스틱은 전형적으로, 각 X 및 Y축 데이터를 생성하는 두 개의 상호 수직인 전위차계를 작동하기 위해 고정 점에 대해 선회하는 사용자가 위치 지정하는 작동기 핸들을 사용한다. 일부 조이스틱에 있어서, 작동기 핸들을 중심점으로 되돌리기 위해 스프링을 사용한다. 그러나, 전위차계는 되풀이할 수 없는 데이터 생성을 야기하고 조이스틱의 영점 조정을 어렵게 하는 마찰을 갖는다.Joysticks typically use an operator handle that is positioned by a user that pivots about a fixed point to operate two mutually perpendicular potentiometers that produce respective X and Y axis data. In some joysticks, a spring is used to return the actuator handle to the center point. However, potentiometers have friction that causes irreparable data generation and makes the joystick difficult to zero.
결과적으로, 전위차계 내에서 고유한 전자-기계적인 문제점을 회피하기 위하여, 일부 작업자는 광 엔코더, 스위치 어레이, 압전 트랜스듀서, 스트레인 게이지, 용량성 접속 장치, 유도성 접속 장치 및 자기 장치를 사용한다. 불행히도, 제공된 종래 장치의 어느 것에도 부가적인 동작축이 제공되지 않은 채로 이들이 구성되었기 때문에, 일부는 소비자 지향의 데이터 입력 응용으로서는 너무 비싸고, 또 다른 일부는 작동기 동작을 과도하게 제한하여, 사용자의 느낌을 악화시킨다.As a result, some workers use optical encoders, switch arrays, piezoelectric transducers, strain gauges, capacitive connections, inductive connections and magnetic devices to avoid the electromechanical problems inherent in potentiometers. Unfortunately, some of them are too expensive for consumer-oriented data entry applications because they are configured with no additional axis of motion provided in any of the conventional devices provided, and others overly restrict the operation of the operator, resulting in user feeling. Worsens.
예컨대, 각 X 및 Y 축 데이터를 생성하는 광 엔코더와 같이, 마우스는 두 개의 상호 수직인 장치를 마찰적으로 회전시키기 위해, 속박하는 베어링 내에서 회전하는 사용자 위치 설정 볼을 전형적으로 사용한다. 마우스가 평평한 표면을 움직이기 때문에, 오직 두 개 축의 데이터만이 생성된다. 그러나, 마우스는, 마우스의 동작 모드를 변화시키도록 사용될 수 있는, 최소한 하나의 사용자 작동 버튼을 전형적으로 포함한다. 예컨대, X 및 Y 축의 병진 데이터는 버튼이 눌려졌을 때, 구름 및 피치 데이터로 변환될 수 있다. 물론, 버튼의 부가는 마우스가 동시에 오직 두 개의 축을 따라 동작하도록 제한되는 것을 변화시키지는 않는다. 더욱이, 베어링 및 마찰 접속은, 평평한 표면으로부터 볼에 의해 오염되는 누적된 오염 물질에 의해 야기되어 불규칙 회전하는 경향이 있다.For example, like an optical encoder that produces angular X and Y axis data, a mouse typically uses a user positioning ball that rotates in a constrained bearing to frictionally rotate two mutually perpendicular devices. Since the mouse moves on a flat surface, only two axes of data are generated. However, the mouse typically includes at least one user operated button that can be used to change the operating mode of the mouse. For example, the translation data of the X and Y axes can be converted to rolling and pitch data when the button is pressed. Of course, the addition of a button does not change what the mouse is limited to working along only two axes at the same time. Moreover, bearing and frictional connections tend to be irregularly rotated caused by accumulated contaminants contaminated by balls from flat surfaces.
3 축 입력 장치의 예는 트랙볼 메커니즘을 위한 미국 특허(4,952,919호)에 기술되었다. 트랙볼은 사용자가 직접 볼을 조작할 수 있는 뒤집힌 마우스로 생각할 수 있다. 이러한 특정 트랙볼에 있어서, 볼은 대부분의 볼 표면적을 사용자의 조작을 위해 노출시키도록 위치한 구속 베어링 내에서 구른다.An example of a three axis input device is described in US Pat. No. 4,952,919 for a trackball mechanism. The trackball can be thought of as an inverted mouse that allows the user to directly manipulate the ball. In this particular trackball, the ball rolls in restraint bearings positioned to expose most of the ball surface area for user manipulation.
4축 입력 장치의 예는 미국 콘넥티컷주 Norwalk에 소재하는 Measurement Systems사에 의해 제작된 426-G811 모델의 4축 제어 장치이다. 4축 제어 장치는 작동기 핸들이 X, Y 및 Z축으로 움직일 수 있고, Z축에 대해 회전할 수 있는, 전위차계를 기초로 한 조이스틱이다. 움직임의 4 개의 축은 X, Y 및 Z축 병진 데이터와 편요각 회전 데이터를 생성하는 전위차계에 접속된다. 물론 4 축 제어 장치는 값이 비싸고, 전위차계 및 관련된 접속 메커니즘과 관련된 전형적인 단점을 갖는다.An example of a four-axis input device is a four-axis control device of model 426-G811 manufactured by Measurement Systems, Norwalk, Connecticut, USA. The four-axis control device is a potentiometer-based joystick, in which the actuator handle can move in the X, Y and Z axes and can rotate about the Z axis. Four axes of movement are connected to a potentiometer that produces X, Y and Z axis translation data and yaw angle rotation data. Of course, four-axis control devices are expensive and have the typical disadvantages associated with potentiometers and associated connection mechanisms.
따라서 필요한 것은, 양호한 사용자 느낌을 갖고, 단일 작동기 핸들에 인가된 움직임의 4축 이상을 감지하고, 정확하고 되풀이 가능한 입력 데이터를 생성하여 응답하는, 값싼 사용자 입력 장치이다.What is needed is a cheap user input device that has a good user feel, senses more than four axes of movement applied to a single actuator handle, and generates and responds to accurate and repeatable input data.
본 발명은 컴퓨터 데이터 입력 장치에 과한 것이고, 특히 조이스틱의 움직임이 6 자유도까지 감지될 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a computer data input device, and more particularly, to a device and a method in which the movement of a joystick can be sensed up to six degrees of freedom.
도 1은 세 개의 상호 수직인 병진 운동 축과 세 개의 상호 수직인 회전 운동 축을 도시하는 도면.1 shows three mutually perpendicular translational axes and three mutually perpendicular axes of rotation;
도 2A는 본 발명의 유도 접속된 2 축 조이스틱 내에서 사용된 E형-코어의 평면도.2A is a plan view of an E-core used in an inductively connected two-axis joystick of the present invention.
도 2B는, 본 발명의 유도 접속된 2 축 조이스틱의 스와시 판, 스프링 및 접속 코일을 도시하는, 도 2A의 선(2B-2B)을 따라 취해진 단면도.FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2B-2B of FIG. 2A showing a swash plate, a spring and a connecting coil of an inductively connected two-axis joystick of the present invention. FIG.
도 2C는 도 2B의 스와시 판의 일반적으로 원형 모양을 나타내는 평면도.Fig. 2C is a plan view showing a generally circular shape of the swash plate of Fig. 2B.
도 3A는 본 발명의 유도 접속된 3 축 조이스틱 내에서 사용된 E형-코어의 평면도.3A is a plan view of an E-core used in an inductively connected three-axis joystick of the present invention.
도 3B는, 본 발명의 유도 접속된 3 축 조이스틱의 스와시 판, 스프링 및 접속 코일을 도시하는, 도 3A의 선(3B-3B)을 따라 취해진 E형-코어의 단면도.FIG. 3B is a cross-sectional view of the E-core taken along line 3B-3B of FIG. 3A showing the swash plate, spring and connecting coil of the inductively connected three-axis joystick of the present invention. FIG.
도 3C는 도 3B의 스와시 판의 일반적으로 십자 형태를 도시하는 평면도.FIG. 3C is a plan view showing generally cross-shaped form of the swash plate of FIG. 3B. FIG.
도 4A는 본 발명의 유도 접속된 6 축 조이스틱의 제 1 실시예에서 사용된 E형-코어의 평면도.4A is a plan view of an E-core used in the first embodiment of the inductively connected six-axis joystick of the present invention.
도 4B는, 본 발명의 유도 접속된 6 축 조이스틱의 제 1 실시예의 스와시 판, 스프링 및 접속 코일을 도시하는, 도 4A의 선(4B-4B)을 따라 취해진 E형-코어의 단면도.4B is a cross-sectional view of the E-core taken along line 4B-4B of FIG. 4A, showing the swash plate, spring and connecting coil of the first embodiment of the inductively connected six-axis joystick of the present invention.
도 4C는 도 4B의 스와시 판의 일반적으로 십자 형태를 도시하는 평면도.FIG. 4C is a plan view showing generally the cross-shaped form of the swash plate of FIG. 4B. FIG.
도 5A는, E형-코어가 회로 기판에 장착된 분산 인덕터에 의해 대체된, 도 4의 유도 접속된 6축 조이스틱의 제 2의 실시예를 도시하는 평면도.FIG. 5A is a plan view showing a second embodiment of the inductively connected six-axis joystick of FIG. 4 in which an E-core is replaced by a distributed inductor mounted on a circuit board. FIG.
도 5B는 본 발명의 유도 접속된 6 축 조이스틱의 제 2 실시예의 스와시 판과 스프링을 도시하는, 도 5A의 선(5B-5B)을 따라 취해진 분산 인덕터 및 회로 기판의 단면도.5B is a cross-sectional view of the distributed inductor and circuit board taken along line 5B-5B of FIG. 5A, showing the swash plate and the spring of the second embodiment of the inductively connected six-axis joystick of the present invention.
도 6A는, 분산 인덕터가 홀-효과 장치에 의해 대체되고, 영구 자석이 비 강자성체 스와시 판 내에 장착된, 도 5의 6축 조이스틱의 다른 실시예를 도시하는 평면도.FIG. 6A is a plan view illustrating another embodiment of the six-axis joystick of FIG. 5 with a distributed inductor replaced by a Hall-effect device and a permanent magnet mounted in a non-ferromagnetic swash plate. FIG.
도 6B는, 홀 효과 장치, 영구 자석, 스와시 판 및 회로 기판을 도시하고, 도 5의 6축 조이스틱의 다른 실시예의 스프링을 추가로 도시하는, 도 6A의 선(6B-6B)을 따라 취해진 단면도.FIG. 6B is taken along line 6B-6B of FIG. 6A, showing a Hall effect device, a permanent magnet, a swash plate and a circuit board, and further showing springs of another embodiment of the six-axis joystick of FIG. Cross-section.
도 7은, 스프링이 유연한 가로막으로 대체된, 도 5의 6축 조이스틱의 분산 인덕터의 단면도.FIG. 7 is a cross sectional view of the distributed inductor of the six-axis joystick of FIG. 5 with the spring replaced by a flexible diaphragm.
도 8은, 스프링이 고무 블레더로 대체된, 도 5의 6축 조이스틱의 분산 인덕터의 단면도.8 is a cross-sectional view of the distributed inductor of the six-axis joystick of FIG. 5 with the spring replaced by a rubber bladder.
도 9A는, 하우징 내에서 스프링 네트워크에 의해 현가된 서스펜션 케이지 내에 장착된 스와시 판을 도시하는 도 5의 6축 조이스틱의 분산 인덕터 실시예의 평면도.9A is a top view of the distributed inductor embodiment of the six-axis joystick of FIG. 5 showing a swash plate mounted in a suspension cage suspended by a spring network in the housing.
도 9B는, 서스펜션 케이지 내에 장착된 스와시 판, 하우징, 스프링 네트워크, 및 회로 기판에 장착된 분산 인덕터를 도시하는, 도 9A의 선(9B-9B)을 따라 취해진 단면도.9B is a cross-sectional view taken along line 9B-9B in FIG. 9A showing a swash plate mounted in a suspension cage, a housing, a spring network, and a distributed inductor mounted on a circuit board.
도 10은, 본 발명의 삽입된 조이스틱 제어기의 유도 접속 실시예를 도시하는 단순화된 블록 및 회로도.10 is a simplified block and circuit diagram illustrating an inductive connection embodiment of the inserted joystick controller of the present invention.
도 11은 본 발명의 6축 조이스틱의 유도 접속된 실시예에서 사용된 전극 장치의 사시도.Fig. 11 is a perspective view of the electrode device used in the inductively connected embodiment of the six-axis joystick of the present invention.
도 12는 본 발명의 6축 조이스틱의 용량적으로 접속된 실시예에서 사용된 감지기 전극 장치의 사시도.12 is a perspective view of the sensor electrode device used in the capacitively connected embodiment of the six-axis joystick of the present invention.
도 13은, 도 12의 감지기 전극과의 동작 구성에서 짝을 이룬 도 11의 전극 장치의 평면도.13 is a plan view of the electrode device of FIG. 11 paired in an operating configuration with the sensor electrode of FIG. 12.
도 14는, 도 12의 감지기 전극과의 동작 구성에서 짝을 이룬 도 11의 전극 장치의 측면도.14 is a side view of the electrode device of FIG. 11 paired in an operating configuration with the sensor electrode of FIG. 12.
도 15는, 고정된 반구형 덮개(dome) 내에 장착되고, 도 11의 전극 장치와 변형 가능한 일래스토머릭 링으로부터 분해되는, 도 12의 감지기 전극을 도시하는, 본 발명의 6축 조이스틱의 용량적으로 접속된 실시예의 측면도.FIG. 15 shows capacitively the six-axis joystick of the present invention, showing the sensor electrode of FIG. 12 mounted in a fixed hemispherical dome and disassembled from the electrode arrangement of FIG. 11 and the deformable elastomeric ring. Side view of the connected embodiment.
도 16은 본 발명의 삽입된 조이스틱 제어기의 용량적으로 접속된 양호한 실시예를 도시하는 단순화된 블록 및 전기 회로도.Figure 16 is a simplified block and electrical circuit diagram showing a capacitively connected preferred embodiment of the inserted joystick controller of the present invention.
본 발명의 목적은 따라서, 복수 축과 단일 작동기의 데이터 입력 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a data input device and method of multiple axes and a single actuator.
본 발명의 장점은, 정확하고 되풀이 가능한 입력 데이터를 생성하는 복수 축의 데이터 입력 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An advantage of the present invention is to provide a multi-axis data input device and method for generating accurate and repeatable input data.
본 발명의 다른 장점은 낮은 마찰과 양호한 사용자 느낌을 갖는 복수 축의 데이터 입력 장치를 제공하는 것이다.Another advantage of the present invention is to provide a multi-axis data input device with low friction and good user feel.
본 발명의 또 다른 장점은 값싼 복수 축의 데이터 입력 장치와 방법을 제공하는 것이다.Another advantage of the present invention is to provide a cheap multi-axis data input device and method.
6축 조이스틱의 유도적으로 접속된 실시예는, 중앙 극(pole)과, E형-코어의 직교적으로 독립된 4개의 팔로부터 튀어나오는 4 개의 3벌식 외측 극을 포함하는 13 극의 E형-코어를 사용한다. 구동 권선은 E형-코어의 중앙 극 주위에 감기고, 감지 권선은 각 외측 극 주위에 감긴다. 압축 스프링은 중앙 극 및 각 외측 극으로부터 거의 동일한 거리에서 스와시(swash) 강자성체 판을 정지시킨다. 사용자는, 중앙 극과 각 외측 극으로부터 변화하는 거리를 추정하기 위하여, 스와시 판을 축 방향으로 또한 회전적으로 편향시키는 작동기 핸들을 사용한다. 대응하는 신호 전류는 감지 권선에서 유도된다. 각 신호 전류는 관련된 외측 극 내에서 흐르는 자기 플럭스(flux)의 정도에 비례한다. 피크 진폭은 각 신호 전류에 대해 감지되고, 피크 진폭 사이의 차이는, X-, Y-, Z-, 구름-, 피치- 및 편요각- 축 방향의 각각에서 스와시 판의 편향 정도를 결정하기 위해 사용된다.An inductively connected embodiment of a six-axis joystick is a thirteen-pole E-type comprising a central pole and four triple outer poles protruding from four orthogonally independent arms of the E-core. Use the core. The drive winding is wound around the central pole of the E-core and the sense winding is wound around each outer pole. The compression springs stop the swash ferromagnetic plates at about the same distance from the central pole and each outer pole. The user uses an actuator handle that axially and rotationally deflects the swash plate to estimate the changing distance from the central pole and each outer pole. The corresponding signal current is derived from the sense winding. Each signal current is proportional to the degree of magnetic flux flowing in the associated outer pole. The peak amplitude is detected for each signal current, and the difference between the peak amplitudes determines the degree of deflection of the swash plate in each of the X-, Y-, Z-, rolling-, pitch-, and yaw-axis directions. Used for.
다른 실시예에 있어서, E형-코어는 회로 기판에 장착된 분산 인덕터에 의해 대체되거나, 또는 선택적인 실시예에 있어서는 비 강자성체 스와시 판에 부착된 영구 자석을 감지하는 홀 효과(Hall effect) 장치에 의해 대체된다. 또한, 사용자의 느낌은, 압축 스프링을 유연한 가로막(flexible diaphragm), 고무 블레더(bladder), 또는 양호하게는 서스펜션 케이지(suspension cage)로 대체시킴으로써 개선될 수 있다.In another embodiment, an E-core is replaced by a distributed inductor mounted on a circuit board, or in alternative embodiments, a Hall effect device that senses a permanent magnet attached to a non-ferromagnetic swash plate. Is replaced by In addition, the user's feeling can be improved by replacing the compression spring with a flexible diaphragm, a rubber bladder, or preferably a suspension cage.
용량적으로 접속된 6축 조이스틱의 양호한 실시예는 평평한 회로 기판의 세 개의 상호 직교하는 표면상에 형성된 커패시터 전극을 갖는 슬롯 및 고정된 전극 장치의 수직 쌍을 갖는 감지기 전극을 사용하고, 상기 평평한 회로 기판은, 감지기 전극의 슬롯 내에서 보완적으로 포개지도록, 그 크기와 위치가 결정된다. 서로 포개졌을 때 커패시터 전극은, 전극 장치에 대한 감지기 전극의 회전 및 병진 운동에 의존하는 거리만큼, 감지기 전극의 면으로부터 떨어져 위치한다. 교류 전압은 커패시터 전극에 선택적으로 인가되고, 이에 따라 회전 및 병진 유도 간격에 의존하는 정도만큼 감지기 전극의 관련된 면에 밀접하게 접속된다. X-, Y-, Z-, 구름-, 피치- 및 편요각- 축 방향에서 감지기 전극의 편향 정도를 결정하기 위하여, 접속된 각 신호 전압에 대한 진폭이 검출되어 처리된다. 유도 접속된 실시예에 대해, 유연한 가로막, 고무 블레더, 스프링 네트워크 또는 양호하게 일래스토머릭 링에 의해 감지기 전극을 현가시킴으로써, 사용자의 느낌은 특정 응용에 맞추어질 수 있다.A preferred embodiment of a capacitively connected six-axis joystick uses a detector electrode having a vertical pair of fixed electrode devices and a slot with capacitor electrodes formed on three mutually orthogonal surfaces of a flat circuit board, the flat circuit The substrate is sized and positioned so that it complementarily overlaps within the slot of the sensor electrode. When nested together, the capacitor electrodes are positioned away from the face of the sensor electrode by a distance that depends on the rotational and translational motion of the sensor electrode relative to the electrode device. An alternating voltage is selectively applied to the capacitor electrode and is thus closely connected to the associated side of the sensor electrode by a degree that depends on the rotational and translational induction intervals. In order to determine the degree of deflection of the sensor electrode in the X-, Y-, Z-, rolling-, pitch- and yaw-axis directions, the amplitude for each connected signal voltage is detected and processed. For inductively connected embodiments, by suspending the sensor electrodes by flexible diaphragms, rubber bladder, spring networks or preferably elastomeric rings, the user's feeling can be tailored to the particular application.
본 발명의 부가적인 목적 및 장점은, 이하의 도면을 참조한 양호한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Additional objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments with reference to the following figures.
도 2A 내지 도 2C는, 5 극의 E형-코어(32)가 중앙 극(34)과, 중앙 극(34) 주위에 배열된, 직교적으로 독립된 쌍으로의 4개의 외측 극(36, 38, 40 및 42)을 포함하는, 2축 조이스틱(30)을 포함한다. 구동 권선(44)은 5개 극의 E형-코어(32)의 중앙 극(34) 주위에 감기고, 감지 권선(46, 48 및 52)은 각 외측 극(36, 38, 40 및 42) 주위에 감긴다.2A-2C show four outer poles 36, 38 in an orthogonally independent pair, with five poles of an E-core 32 arranged around the center pole 34 and the center pole 34. And a biaxial joystick 30, including 40 and 42. The drive winding 44 is wound around the central pole 34 of the five pole E-core 32, and the sense windings 46, 48, and 52 are wrapped around each outer pole 36, 38, 40, and 42. Wound on
스와시 판(54)(도 2C)은, 평형 위치(도 2B에서 실선으로 도시)에서 스와시 판(54)의 바닥 표면(58)이 중앙 극(34)과 각 외측 극(36, 38, 40 및 42)으로부터 등거리가 되도록, 압축 스프링(56)에 의해 현가되는 강자성체 재질의 거의 원형 판이다. 작동기 핸들(60)은 스와시 판(54)에 부착되고, 이를 통해 사용자는 스와시 판(54)을 편향시키고(예컨대 도 2B에서 점선의 피치-축 방향으로 도시된 바와 같이), 이에 의해 바닥 표면(58)이 중앙 극(34)과 각 외측 극(36, 38, 40 및 42)으로부터 변화하는 거리를 추정하도록 한다.The swash plate 54 (FIG. 2C) has a bottom surface 58 of the swash plate 54 in an equilibrium position (shown in solid line in FIG. 2B) with the central pole 34 and the respective outer poles 36, 38,. It is an almost circular plate of ferromagnetic material suspended by compression spring 56 such that it is equidistant from 40 and 42. The actuator handle 60 is attached to the swash plate 54, through which the user deflects the swash plate 54 (eg as shown in the pitch-axis direction of the dotted line in FIG. 2B), thereby bottoming out. Allow the surface 58 to estimate the varying distance from the central pole 34 and each of the outer poles 36, 38, 40, and 42.
구동기(도시 안됨)는 교류 전류가 구동 권선(44)에 흐르도록 하고, 이에 의해 중앙 극(34)과 스와시 판(54)에 대응하는 자기 플럭스가 유도되도록 한다. 스와시 판(54)에 유도된 자기 플럭스는, 스와시 판(54)의 바닥 표면(58)으로부터 각 극의 간격에 의존하는 정도로, 각 외측 극(36, 38, 40 및 42)을 통해 전도된다. 대응하는 신호 전류는 감지 권선(46, 48, 50 및 52)에 유도된다. 각 신호 전류는 관련된 극에 흐르는 자기 플럭스의 정도에 비례한다. 피크 진폭은 각 신호 전류에 대해 검출되고, 피크 진폭 사이의 차이는, 예컨대 구름- 및 피치- 축 방향에서 스와시 판(54)의 편향 정도를 결정하기 위해 사용된다.A driver (not shown) causes an alternating current to flow in the drive winding 44, thereby inducing magnetic flux corresponding to the central pole 34 and the swash plate 54. The magnetic flux induced in the swash plate 54 conducts through each outer pole 36, 38, 40 and 42 to an extent that depends on the spacing of each pole from the bottom surface 58 of the swash plate 54. do. Corresponding signal currents are induced in the sense windings 46, 48, 50, and 52. Each signal current is proportional to the amount of magnetic flux flowing to the associated pole. The peak amplitude is detected for each signal current, and the difference between the peak amplitudes is used to determine the degree of deflection of the swash plate 54 in, for example, the cloud- and pitch-axis directions.
스와시 판(54)은 압축 스프링(56)에 의해 현가되기 때문에, 스와시 판(54)의 의미 있는 편향은 X- 및 Y- 축 방향에서도 존재할 수 있다. 그러나, 2축 조이스틱(30)의 기하학적인 구성은 이러한 편향의 사실상의 검출을 예방한다. 그럼에도 불구하고, Z-축 방향에서의 스와시 판(54)의 편향은, 예컨대 감지 권선(46 및 50)과 같은 감지 권선의 대향 쌍에 의해 생성되는 공통 모드(common mode) 신호 성분으로부터 쉽게 결정된다. 그러므로, 2축 조이스틱(30)은 3축 조이스틱으로 간주될 수 있고, 물론 구름- 및 피치-축에 관련된 신호는, 작동기 핸들(60)의 X- 및 Y-축 병진을 나타내도록, 쉽게 변환될 수 있다.Since the swash plate 54 is suspended by the compression spring 56, significant deflection of the swash plate 54 may also exist in the X- and Y-axis directions. However, the geometry of the biaxial joystick 30 prevents the factual detection of this deflection. Nevertheless, the deflection of the swash plate 54 in the Z-axis direction is easily determined from common mode signal components generated by opposing pairs of sense windings, such as sense windings 46 and 50. do. Therefore, the two-axis joystick 30 can be considered a three-axis joystick, and of course the signals related to the rolling- and pitch-axis can be easily converted to represent the X- and Y-axis translation of the actuator handle 60. Can be.
도 3A 내지 도 3C는, 7개 극의 E형-코어가, 중앙 극(74)과, 직교적으로 독립된 극의 쌍으로 중앙 극 주위에 배열된 4개의 외측 극(76, 78, 80 및 82)과, 외측 극(76 및 78) 사이에 위치한 오프셋 외측 극(84)과, 외측 극(80 및 82) 사이에 위치한 오프셋 외측 극(86)을 포함하는, 3축 조이스틱(70)을 도시한다. 구동 권선(88)은 7개 극의 E형-코어(72)의 중앙 극(74) 주위에 감기고, 감지 권선(90, 92, 94, 96, 98 및 1000)은 각 외측 극(76, 78, 80, 82, 84 및 86) 주위에 감긴다.3A-3C show four outer poles 76, 78, 80 and 82 with seven poles of an E-core arranged around the center pole in a pair of orthogonally independent poles with the center pole 74. ), An offset outer pole 84 located between the outer poles 76 and 78, and an offset outer pole 86 located between the outer poles 80 and 82. . The drive winding 88 is wound around the center pole 74 of the seven pole E-core 72, and the sense windings 90, 92, 94, 96, 98 and 1000 are each outer pole 76, 78. , 80, 82, 84, and 86).
스와시 판(102)(도 3C)은, 평형 위치(도 3B에서 실선으로 도시)에서 스와시 판(102)의 바닥 표면(106)이 중앙 극(74)과 각 외측 극(76, 78, 80, 82, 84 및 86)으로부터 등거리가 되도록, 압축 스프링(104)에 의해 현가되는 강자성체 재질의 거의 십자형 판이다. 작동기 핸들(108)은 스와시 판(102)에 부착되고, 이를 통해 사용자는 축 방향 및 회전방향으로 스와시 판(102)을 편향시키고(예컨대 도 3B에서 점선의 피치-축 방향으로 도시된 바와 같이), 이에 의해 바닥 표면(106)이 중앙 극(74)과 각 외측 극으로부터 변화하는 거리를 추정하도록 한다.The swash plate 102 (FIG. 3C) has a bottom surface 106 of the swash plate 102 in an equilibrium position (shown in solid line in FIG. 3B) with the central pole 74 and the respective outer poles 76, 78, It is an almost cruciform plate of ferromagnetic material suspended by compression spring 104 such that it is equidistant from 80, 82, 84, and 86. The actuator handle 108 is attached to the swash plate 102, through which the user deflects the swash plate 102 in the axial and rotational directions (eg, as shown in the pitch-axis direction of the dashed line in FIG. 3B). As such, this allows the bottom surface 106 to estimate the varying distance from the central pole 74 and each outer pole.
2축 조이스틱(30)을 참조하여 설명한 바와 같이, 구동기(도시 안됨)는 교류 전류가 구동 권선(88)에 흐르도록 하고, 이에 의해 중앙 극(74)과 스와시 판(102) 내에 대응하는 자기 플럭스가 유도되도록 한다. 스와시 판(102)에 유도된 자기 플럭스는, 스와시 판(102)의 바닥 표면(106)으로부터 각 극의 피치- 및 구름-축 유도 간격에 의존하는 정도로, 각 외측 극(76, 78, 80 및 82)을 통해 전도되고, 스와시 판(102)의 바닥 표면(106)으로부터 각 극의 편요각 축-유도 간격에 의존하는 정도로 각 오프셋 외측 극(84 및 86)을 통해 전도된다. 대응하는 신호 전류는 감지 권선(90, 92, 94, 96 및 100)에 유도된다. 각 신호 전류는 관련 외측 극에 흐르는 자기 플럭스의 정도에 비례한다. 피크 진폭은 각 신호 전류에 대해 검출되고, 피크 진폭 사이의 차이는, 예컨대 구름-, 피치- 및 편요각 축 방향에서 스와시 판(102)의 편향 정도를 결정하기 위해, 사용된다.As described with reference to the biaxial joystick 30, a driver (not shown) causes an alternating current to flow through the drive winding 88, thereby allowing the corresponding magnets in the central pole 74 and the swash plate 102. Allow flux to be derived. The magnetic flux induced in the swash plate 102 is dependent on the pitch- and rolling-axis induction spacing of each pole from the bottom surface 106 of the swash plate 102. 80 and 82, and through each offset outer pole 84 and 86 to a degree that depends from the yaw-axis axis-derived spacing of each pole from the bottom surface 106 of the swash plate 102. Corresponding signal currents are induced in the sense windings 90, 92, 94, 96 and 100. Each signal current is proportional to the degree of magnetic flux flowing to the associated outer pole. The peak amplitude is detected for each signal current, and the difference between the peak amplitudes is used to determine the degree of deflection of the swash plate 102 in the cloud-, pitch- and yaw axis directions, for example.
스와시 판(102)이 압축 스프링(104)에 의해 현가되기 때문에, 스와시 판(102)의 의미 있는 편향은 X- 및 Y- 축 방향에서도 발생할 수 있다. 그러나, 3축 조이스틱(70)의 기하학적 구성은 회전축의 편향을 검출하는데 보다 더 이바지한다. 그럼에도 불구하고, 2축 조이스틱(30)(도 2B)에 관한 한, Z-축 방향에서의 스와시 판(102)의 편형은, 예컨대 권선(90 및 94)과 같은 감지 권선의 대향 쌍에 의해 생성된 공통 모드 신호 성분으로부터 쉽게 결정된다. 그러므로, 3축 조이스틱(70)은 4축 조이스틱으로 간주될 수 있고, 물론 구름- 및 피치-축과 관련된 신호는 작동기 핸들(60)의 X- 및 Y-축 병진 운동을 나타내도록 쉽게 변환된다.Since the swash plate 102 is suspended by the compression spring 104, significant deflection of the swash plate 102 can occur in the X- and Y-axis directions as well. However, the geometry of the three-axis joystick 70 contributes more to detecting the deflection of the axis of rotation. Nevertheless, as far as the biaxial joystick 30 (FIG. 2B) is concerned, the deflection of the swash plate 102 in the Z-axis direction is, for example, by opposing pairs of sense windings, such as windings 90 and 94. It is easily determined from the generated common mode signal component. Therefore, the three-axis joystick 70 can be considered a four-axis joystick, and of course the signals associated with the rolling- and pitch-axis are easily converted to represent the X- and Y-axis translational motion of the actuator handle 60.
도 4A 내지 도 4C는, 14개 극의 E-형 코어(112)가 중앙 극(114)을 포함하며, 각각이 E-형 코어(112)의 4개의 독립적인 직교 팔(124, 126, 128 및 130)의 관련 단부로부터 돌출 되도록 배열된, 세 쌍으로 이루어진 4개의 외측 극(116, 118, 120 및 122)을 포함하는 6축 조이스틱(110)을 도시한다. {세 쌍으로 이루어진 4개의 외측 극(116, 118, 120 및 122)에서 각 대응하는 극은 접미사(A, B 또는 C)로 확인된다.} 구동 권선(132)은 13개 극의 E-형 코어(112)의 중앙 극(114) 주위에 감기고, 12개의 감지 권선(134A-134C, 136A-134C, 138A-134C 및 140A-134C(134A, 134B, 138A 및 138C만이 도시됨)는 세 쌍으로 이루어진 4개의 외측 극(116, 118, 120 및 122)의 각각의 극 주위에 감긴다. (각 감지 권선은 관련된 극의 접미사에 의해 확인된다.)4A-4C, fourteen orthogonal E-shaped cores 112 include a central pole 114, each of four independent orthogonal arms 124, 126, and 128 of the E-shaped core 112. And three pairs of four outer poles 116, 118, 120, and 122 arranged to protrude from the associated end of 130. {Each corresponding pole in the three pairs of four outer poles 116, 118, 120, and 122 are identified by a suffix (A, B, or C).} The drive winding 132 is 13 poles E-shaped Winding around the central pole 114 of the core 112, the 12 sense windings 134A-134C, 136A-134C, 138A-134C and 140A-134C (only 134A, 134B, 138A and 138C are shown) in three pairs. It is wound around each pole of the four outer poles 116, 118, 120 and 122 made up (each sense winding is identified by the associated pole suffix).
스와시 판(142)(도 4C)은, 평형 위치(도 4B에서 실선으로 도시)에서 스와시 판(142)의 바닥 표면(146)이 중앙 극(114)과 각 외측 극으로부터 거의 등거리가 되도록, 압축 스프링(144)에 의해 현가되는 강자성체 재질의 거의 십자형 판이다. 스와시 판(142)의 주요 치수는, 평형 위치에서 겉면(147)이 각 외측 극의 축 중심과 거의 정렬하도록, 13개 극의 E-형 코어(112)(의 대응하는 크기보다 약간 적도록 크기가 결정된다(도 4A의 점선으로 도시된 바와 같이). 작동기 핸들(148)은 스와시 판(142)에 부착되고, 이를 통해 사용자는 (점선으로 도시된 바와 같이, 예컨대 도 4B에서 X-, Z- 및 피치-축 방향으로) 스와시 판(142)을 축 방향 및 회전 방향으로 편향시키고, 이에 의해 바닥 표면(146)이 중앙 극(114)과 각 외측 극으로부터의 다양한 거리를 추정할 수 있도록 한다.The swash plate 142 (FIG. 4C) is positioned so that the bottom surface 146 of the swash plate 142 is substantially equidistant from the central pole 114 and each outer pole in the equilibrium position (shown in solid line in FIG. 4B). , A substantially cruciform plate of ferromagnetic material suspended by the compression spring 144. The principal dimension of the swash plate 142 is slightly less than the corresponding size of the 13 poles of the E-shaped core 112, such that the face 147 is nearly aligned with the axial center of each outer pole in its equilibrium position. The size is determined (as shown by the dashed line in Fig. 4A) The actuator handle 148 is attached to the swash plate 142 through which the user (as shown by the dashed line, for example X- in Fig. 4B). Deflect the swash plate 142 in the axial and rotational directions, in the Z- and pitch-axis directions, thereby allowing the bottom surface 146 to estimate various distances from the central pole 114 and each outer pole. To help.
조이스틱(30 및 70)을 참조하여 설명한 바와 같이, 구동기(도시 안됨)는 교류 전류가 구동 권선(132)에 흐르도록 하고, 이에 의해 중앙 극(114)과 스와시 판(142)에 대응하는 자기 플럭스를 유도한다. 스와시 판(142)에 유도된 자기 플럭스는, 스와시 판(142)의 바닥 표면(146)과 겉면(147)으로부터 각각의 극의 회전 및 병진-축 유도 간격에 의존하는 정도로, 12개 각 외측 극을 통해 전도된다. 대응하는 신호 전류는 감지 권선(134A-134C, 136A-136C, 138A-138C 및 140A-140C)에 유도된다. 각 신호 전류는 관련된 외측 극에 흐르는 자기 플럭스의 정도에 비례한다. 피크 진폭은 각 신호 전류에 대해 검출되고, 피크 진폭 사이의 차이는, X-, Y-, Z-, 구름-, 피치- 및 편요각-축 방향에서의 스와시 판(142)의 편형 정도를 결정하기 위해 사용된다.As described with reference to joysticks 30 and 70, a driver (not shown) causes an alternating current to flow through the drive winding 132, thereby allowing a magnetic field corresponding to the central pole 114 and the swash plate 142. Induce flux. The magnetic flux induced in the swash plate 142 is twelve angles, depending on the rotational and translational-axis induction spacing of the respective poles from the bottom surface 146 and the face 147 of the swash plate 142. Conducted through the outer pole. Corresponding signal currents are induced in the sense windings 134A-134C, 136A-136C, 138A-138C, and 140A-140C. Each signal current is proportional to the amount of magnetic flux flowing to the associated outer pole. The peak amplitude is detected for each signal current, and the difference between the peak amplitudes indicates the degree of deflection of the swash plate 142 in the X-, Y-, Z-, rolling-, pitch-, and yaw-axis directions. Used to determine.
스와시 판(142)의 병진 및 회전 편향에 따라, 세 쌍의 외측 극(116, 118, 120 및 122)의 구성은 바닥 표면(146), 겉면(147) 및 외측 극의 조합 사이에서 상대적으로 큰 간격 차이를 야기하기 때문에, 6축 데이터의 생성이 가능하다.Depending on the translation and rotational deflection of the swash plate 142, the configuration of the three pairs of outer poles 116, 118, 120, and 122 is relatively between the combination of the bottom surface 146, the face 147, and the outer pole. Since it causes a large gap difference, it is possible to generate 6-axis data.
압축 스프링(144)은 스와시 판(142)이 큰 변위 범위를 통해 자유롭게 움직일 수 있도록 하고, 변위에 비례한 편향 저항을 제공하고, 스프링을 평형 위치로 되돌아가게 하며, 또한 적은 이동부품으로 6축 조이스틱(110)을 구성할 수 있도록 한다.The compression spring 144 allows the swash plate 142 to move freely through a large range of displacement, provides deflection resistance proportional to the displacement, returns the spring to its equilibrium position, and also provides six axes with fewer moving parts. It is possible to configure the joystick (110).
도 5A 및 도 5B는, 13개 극의 E-형 코어(112)가 회로 기판(168)에 장착된 분산 인덕터 배열(160, 162, 164 및 166)로 대체된, 6축 조이스틱의 다른 실시예를 도시한다. 각 인덕터 배열은 감지 인덕터(A, B 및 C)에 의해 둘러싸인 구동 인덕터(D)를 포함하고, 이들 감지 인덕터는 13개 극의 E-형 코어(112)의 외측 극의 위치에 기능적으로 대응하는 위치에 배열된다. 각 인덕터는 상업적으로 취득 가능한 220 H(헨리)의 축 방향의 리드선이 있는 요소이다.5A and 5B show another embodiment of a six-axis joystick, in which thirteen pole E-type cores 112 are replaced by distributed inductor arrays 160, 162, 164, and 166 mounted to a circuit board 168. Shows. Each inductor array includes a drive inductor D surrounded by sense inductors A, B, and C, which sense functionally corresponds to the position of the outer pole of the 13 pole E-type core 112. Are arranged in position. Each inductor is an element with commercially available 220 H (Henry) axial leads.
도 5A는 강자성체 재질, 양호하게는 철로 이루어진 십자형(점선부) 스와시 판(169)을 도시한다. 감지 인덕터(160A-160C, 162A-162C, 164A-164C 및 166A-166C)의 대략 중앙부를 덮도록 스와시 판(169)의 크기가 결정된다. 도 5의 실시예에 있어서, 스와시 판(169)의 각 십자형 팔은 3.75 cm의 단부간 거리, 0.5 cm가량의 폭, 및 1.6 mm의 두께를 갖는다. 도 5B에서 도시된 평형 위치에서, 스와시 판(169)은 분산 인덕터(160, 162, 164 및 166) 상부의 0.5 내지 2.0 cm의 간격 위에 현가된다.5A shows a cross (dotted line) swash plate 169 made of ferromagnetic material, preferably iron. The swash plate 169 is sized to cover approximately the center of the sense inductors 160A-160C, 162A-162C, 164A-164C, and 166A-166C. In the embodiment of FIG. 5, each cruciform arm of the swash plate 169 has a distance between the ends of 3.75 cm, a width of about 0.5 cm, and a thickness of 1.6 mm. In the equilibrium position shown in FIG. 5B, the swash plate 169 is suspended over a gap of 0.5 to 2.0 cm above the distributed inductors 160, 162, 164 and 166.
도 10을 참조하여 이하에서 설명되는 바와 같이, 구동기는 교류 전류가 구동기 인덕터(160D, 162D, 164D 및 166D)에 순차적으로 흐르도록 하고, 이에 의해 스와시 판(169)의 각 팔에 대응하는 자기 플럭스를 유도한다. 스와시 판(142)에 유도된 자기 플럭스는, 스와시 판(169)으로부터 각각의 분산 인덕터의 회전 및 병진축 유도 간격에 의존하는 정도로, 12개 감지 인덕터(16A-160C, 162A-162C, 164A-164C 및 166A-166C) 각각을 통해, 전도되고 여기에 신호 전류를 유도한다. 피크 진폭은 각 신호 전류에 대해 검출되고, 피크 진폭 사이의 차이는, X-, Y-, Z-, 구름-, 피치- 및 편요각-축 방향에서의 스와시 판(142)의 편형 정도를 결정하기 위해 사용된다.As will be described below with reference to FIG. 10, the driver causes alternating current to flow sequentially into the driver inductors 160D, 162D, 164D and 166D, thereby providing a magnetic field corresponding to each arm of the swash plate 169. Induce flux. The magnetic flux induced in the swash plate 142 is dependent on the rotational and translational induction spacing of each distributed inductor from the swash plate 169, so that the 12 sense inductors 16A-160C, 162A-162C, 164A Through -164C and 166A-166C), respectively, to induce a signal current therein. The peak amplitude is detected for each signal current, and the difference between the peak amplitudes indicates the degree of deflection of the swash plate 142 in the X-, Y-, Z-, rolling-, pitch-, and yaw-axis directions. Used to determine.
도 6A 및 도 6B는, 13개 극의 E-형 코어(112)가 회로 기판(178)에 장착된 홀-효과 감지기 배열(170, 172, 174 및 176)로 대체된, 6축 조이스틱의 제 2의 실시예를 도시한다. 각 홀-효과 감지기 배열은, 13개 극의 E-형 코어(112)의 외측 극의 위치에 기능적으로 대응하는 위치에 배열된, 개별적인 홀-효과 감지기(A, B 및 C)를 포함한다. 임의 형태의 스와시 판(180)(십자형의 예가 도 6A에 도시되었음)은, 평형 위치(도 6B에 도시)에서 영구 자석(182, 184, 186 및 188)이 홀-효과 감지기 배열(170, 172, 174 및 176) 내의 관련된 홀-효과 감지기(A, B 및 C)로부터 실질적으로 등거리가 되도록, 영구 자석(182, 184, 186 및 188)이 삽입된 비 강자성체 재질의 판이다. 동작적으로, 영구 자석(182, 184, 186 및 188)은 기능적으로 구동 권선(132)을 대체하고, 홀-효과 감지기 배열(170, 172, 174 및 176)은 기능적으로 세 쌍의 외측 극(116, 118, 120 및 122)을 대체한다.6A and 6B illustrate a six-axis joystick, in which thirteen-pole E-shaped core 112 is replaced by Hall-effect detector arrays 170, 172, 174 and 176 mounted to a circuit board 178. The embodiment of 2 is shown. Each Hall-effect detector arrangement includes individual Hall-effect detectors A, B and C, arranged at a position that functionally corresponds to the position of the outer pole of the thirteen poles E-shaped core 112. Any type of swash plate 180 (an example of a cross is shown in FIG. 6A) is provided with permanent magnets 182, 184, 186 and 188 in an equilibrium position (shown in FIG. 6B). The plates of non-ferromagnetic material are inserted with permanent magnets 182, 184, 186 and 188 so as to be substantially equidistant from the associated Hall-effect detectors A, B and C in 172, 174 and 176. In operation, the permanent magnets 182, 184, 186, and 188 functionally replace the drive winding 132, and the Hall-effect detector arrangements 170, 172, 174, and 176 are functionally three pairs of outer poles ( 116, 118, 120, and 122).
홀-효과 감지 실시예는 유도 감지실시예보다 작동기 핸들(148)의 변위에 덜 민감하지만, 특정 응용에서는 보다 더 사용에 적합할 수 있다.Hall-effect sensing embodiments are less sensitive to displacement of actuator handle 148 than inductive sensing embodiments, but may be more suitable for use in certain applications.
도 8은 유연한 가로막(200)이 고무 블레더(210)로 대체된 도 7의 6축 조이스틱(11)의 제 2의 다른 실시예를 도시한다. 고무 블레더(210)의 추가의 장점은, 회로 기판(168)을 향한 스와시 판(142)의 침하(sagging)를 방지하는 개선된 수직 안정성과, 고무 블레더(210)의 팽창 압력의 변경에 의해 사용자 느낌이 조정 가능하다는 점을 포함한다.FIG. 8 shows a second alternative embodiment of the six-axis joystick 11 of FIG. 7 in which the flexible diaphragm 200 has been replaced with a rubber bladder 210. Further advantages of the rubber bladder 210 include improved vertical stability that prevents sagging of the swash plate 142 towards the circuit board 168 and alteration of the expansion pressure of the rubber bladder 210. By which the user feel is adjustable.
도 9A 및 도 9B는, 유연한 가로막(200)이, 하우징(222) 내에서 4개의 스프링 세트에 의해 현가된, 서스펜션 케이지(220)로 대체된, 도 7의 6축 조이스틱의 다른 실시예를 도시한다.9A and 9B show another embodiment of the six-axis joystick of FIG. 7 in which the flexible diaphragm 200 is replaced by a suspension cage 220 suspended by four spring sets within the housing 222. do.
서스펜션 케이지(220)는 거의 원형인 상부 판(226)을 포함하고, 상기 상부 판은 스페이서(spacer) 장치에 의해 바닥이 개방된 거의 원형의 링(230)으로부터 떨어져 견고하게 위치한다. 칼라(206)는, 스와시 판(169)이 거의 서스펜션 케이지(220)의 중심선(232)을 따라(상부 판(226)과 바닥이 개방된 링(230) 사이의 등거리에) 위치하도록, 작동기 핸들(148)을 상부 판(226)에 고정시킨다.Suspension cage 220 includes a substantially circular top plate 226, which is firmly positioned away from a substantially circular ring 230 that is open at the bottom by a spacer device. The collar 206 is such that the swash plate 169 is located substantially along the centerline 232 of the suspension cage 220 (at an equidistant distance between the top plate 226 and the bottom open ring 230). Secure handle 148 to top plate 226.
회로 기판(168)은, 분산 인덕터 배열(160, 162, 164 및 166)을 스와시 판(169)으로부터 적절한 거리를 이격시키는 받침대(236)에 의해, 바닥이 개방된 링(230)을 통과하여 바닥(234)의 상부에 견고하게 현가된다.The circuit board 168 passes through the ring 230 with the bottom open by a pedestal 236 that separates the distributed inductor arrays 160, 162, 164, and 166 from the swash plate 169 by a suitable distance. Suspended firmly on top of bottom 234.
각 스프링 세트(224)는 상부 스프링(224A)과 하부 스프링(224B)을 포함한다. 각 상부 스프링(224A)은, 상부 판(226) 내의 4개의 장착 구멍(238A)중 하나와, 하우징(222)상의 중심선(232)을 따라 위치한 4개의 장착 브래킷(240)중 해당된 하나 사이에서, 기계적으로 현가된다. 마찬가지로, 각 하부 스프링(224B)은, 바닥이 개방된 링(230) 내의 4개의 장착 구멍(238B)중 하나와, 4개의 장착 브래킷(240)중 해당된 하나 사이에서, 기계적으로 현가된다. 장착 구멍(238)은 양호하게 스페이서 장치(228)에 인접하여 위치한다. 서스펜션 케이지(220)와 하우징(222) 사이의 간격은, 각 상부 스프링(224A)이 양호하게 관련된 하부 스프링(224B)과 거의 직교하도록, 구성된다. 더욱이, 4 세트의 스프링(224) 각각은 상부 판(226), 바닥이 개방된 링(230) 및 하우징(222) 주위에서 서로에 대해 90도 가량 떨어져 위치한다.Each spring set 224 includes an upper spring 224A and a lower spring 224B. Each top spring 224A is located between one of the four mounting holes 238A in the top plate 226 and a corresponding one of the four mounting brackets 240 located along the centerline 232 on the housing 222. Mechanically suspended. Likewise, each lower spring 224B is mechanically suspended between one of the four mounting holes 238B in the bottom open ring 230 and the corresponding one of the four mounting brackets 240. The mounting hole 238 is preferably located adjacent to the spacer device 228. The spacing between the suspension cage 220 and the housing 222 is configured such that each top spring 224A is nearly orthogonal to the well associated bottom spring 224B. Moreover, each of the four sets of springs 224 is positioned about 90 degrees away from each other around the top plate 226, the bottom open ring 230, and the housing 222.
서스펜션 케이지(220)의 장점은, 병진 변위와 회전 변위의 개선된 분리, 등거리 위치 및 이 위치로의 복귀의 개선된 안정성 및 개선된 기계적인 강도를 포함한다. 스프링 세트(224)를 하우징(222) 내의 지지 링 내로 수평 확장되는 유연한 가로막 또는 고무 블레더로 대체시킴으로써 추가의 개선이 실현될 수 있음을 생각해 볼 수 있다.Advantages of suspension cage 220 include improved separation of translational and rotational displacements, equidistant position and improved stability of return to this position and improved mechanical strength. It is contemplated that further improvements may be realized by replacing the spring set 224 with a flexible diaphragm or rubber bladder that extends horizontally into the support ring in the housing 222.
도 10은, 도 5A 및 도 5B의 유도 접속된 6축 조이스틱(110)에 사용하기 적합한 삽입된 조이스틱 제어기(250)를 도시한다. 27C256형 판독 전용 메모리(ROM)(258)에 저장된 정보를 억세스하고, 62256형 랜덤 억세스 메모리(RAM)(260) 내의 정보를 억세스하기 위하여, 모토롤러사의 MC68HC11형 마이크로프로세서(252)가 74HC138형 어드레스 디코더 PAL(254) 및 74HC573형 어드레스 래치(256)와 종래의 방법으로 상호 접속된다.FIG. 10 shows an inserted joystick controller 250 suitable for use with the inductively connected six-axis joystick 110 of FIGS. 5A and 5B. In order to access the information stored in the 27C256 type read only memory (ROM) 258 and to access the information in the 62256 type random access memory (RAM) 260, the MC68HC11 type microprocessor 252 manufactured by Motorola Corporation has a 74HC138 type address decoder. PAL 254 and 74HC573 type address latch 256 are interconnected in a conventional manner.
RAM(260)에 저장된 프로그램은, 코일 구동기(264A, 264B, 264C 및 264D)(집합적으로 코일 구동기(264))가 각각이 자기 플럭스를 스와시 판(169)의 해당 팔에 접속시키는 각 구동 인덕터(160D, 162D, 164D 및 166D)를 순차적으로 구동시키도록, 마이크로프로세서(252)로 하여금 순차적으로 100 kHz의 100μs 기간의 에너지를 구동기 버스(262)에 제공하도록 한다. 각 코일 구동기(264)는 2N3904 트랜지스터(266)를 포함하고, 이 트랜지스터의 베이스는 1 kΩ의 저항(268)을 통해 구동기 버스(262)에 의해 구동되고, 에미터는 100Ω의 저항(270)을 통해 구동기 인덕터(160D, 162D, 164D 및 166D)중 관련된 하나를 구동시킨다. 감지 인덕터(160A-160C, 162A-162C, 164A-164C 및 166A-166의 관련된 세트는 순차적으로 스와시 판(169)으로부터 유도 접속시킴으로써 100 μs 기간의 자기 플럭스를 수신한다. 물론, 각 감지 인덕터에 대한 유도 접속의 정도와, 각 감지 인덕터에 흐르는 최종 신호 전류는 스와시 판(169)으로부터의 거리에 의존한다.The program stored in the RAM 260 is each drive in which the coil drivers 264A, 264B, 264C, and 264D (collectively the coil driver 264) each connect the magnetic flux to the corresponding arm of the swash plate 169. To sequentially drive inductors 160D, 162D, 164D, and 166D, causes microprocessor 252 to sequentially provide 100 μs of 100 μs duration energy to driver bus 262. Each coil driver 264 includes a 2N3904 transistor 266, the base of which is driven by the driver bus 262 through a 1 kΩ resistor 268, and the emitter through a 100 Ω resistor 270. Drives one of the driver inductors 160D, 162D, 164D, and 166D. The associated sets of sense inductors 160A-160C, 162A-162C, 164A-164C, and 166A-166 receive magnetic flux of 100 μs by sequentially inductively connecting from the swash plate 169. Of course, each sense inductor The degree of inductive connection for and the final signal current flowing through each sense inductor depends on the distance from the swash plate 169.
각 100μs 기간 도중, 마이크로프로세서(252)는, 한 쌍의 LF13508 멀티플렉서(274A 및 274B)가 15μs 기간 동안 감지 인덕터를 순차적으로 샘플링하도록 하는 3개 비트의 멀티플렉싱 어드레스를 샘플링 버스(272)상에 제공하기도 한다. 멀티플렉서(274A)는 감지 인덕터(160A-160C 및 162A-162C)를 샘플링하고, 멀티플렉서(274B)는 감지 인덕터(164A-164C 및 166A-166C)를 동시에 샘플링한다.During each 100 μs period, the microprocessor 252 may provide a three bit multiplexing address on the sampling bus 272 that causes a pair of LF13508 multiplexers 274A and 274B to sample the sense inductors sequentially during the 15 μs period. do. Multiplexer 274A samples sense inductors 160A-160C and 162A-162C, and multiplexer 274B samples sense inductors 164A-164C and 166A-166C simultaneously.
멀티플렉서(274A 및 274B)는 이들의 15μs의 신호 전류 샘플을 실질적으로 동일한 증폭기/검출기/필터 회로(276A 및 276B)에 제공한다. (회로(276A 및 276B)의 유사성 때문에, 도 10은 회로(276A)만의 전기적인 구성 요소를 자세하게 도시한다.) 각 신호 전류 샘플은 1000 정도의 폐루프 이득을 갖는 연산 증폭기(278)에 의해 신호 전압으로 변환된다. 피크 검출기(280)와 반전 증폭기(282)는 각 샘플에 대한 피크 전압을 제공하고, 이 전압은 2개 극의 능동 필터(284)에 의해 후속적으로 필터링 되며, 이 필터는 100 kΩ의 저항(286)과 0.1 μF의 커패시터(288)의 직렬로 구성되는 두 개의 RC 필터를 포함한다. 최종 필터링된 피크 신호 전압은 또 다른 처리를 위해 마이크로프로세서(252)의 8비트의 아날로그/디지털 변환기의 입력(290 및 292)에 접속된다.Multiplexers 274A and 274B provide their 15 μs signal current samples to substantially the same amplifier / detector / filter circuits 276A and 276B. (Because of the similarity of circuits 276A and 276B, FIG. 10 shows in detail the electrical components of circuit 276A only.) Each signal current sample is signaled by an operational amplifier 278 having a closed loop gain of about 1000 degrees. Converted to voltage. Peak detector 280 and inverting amplifier 282 provide a peak voltage for each sample, which is subsequently filtered by a two-pole active filter 284, which has a resistance of 100 kΩ ( 286) and two RC filters configured in series with 0.1 μF capacitor 288. The final filtered peak signal voltage is connected to the inputs 290 and 292 of the 8-bit analog-to-digital converter of the microprocessor 252 for further processing.
또 다른 처리는 ROM(258) 내에 저장된 룩업 테이블의 어드레스로서 각 감지 인덕터에 대한 디지털화된 피크 전압 샘플의 사용을 수반하고, 룩업 테이블은 스와시 판(169)과 샘플링되는 특정 감지 인덕터 사이의 거리에 대응하는 값을 복귀시킨다. 복귀된 값은, 알고리즘에 의해, 또는 양호하게 2차 룩업 테이블에 의해, 스와시 판(169)의 X-, Y-, Z-, 구름-, 피치- 및 편요각- 축의 방위(orientation)를 나타내는 공간적인 방위 데이터로, 집합적으로 처리된다.Another process involves the use of digitized peak voltage samples for each sense inductor as the address of a lookup table stored in ROM 258, where the lookup table is at a distance between the swash plate 169 and the particular sense inductor sampled. Return the corresponding value. The returned value is determined by the algorithm, or preferably by the secondary lookup table, the orientation of the X-, Y-, Z-, rolling-, pitch-, and yaw-axis axes of the swash plate 169. The spatial orientation data represented is collectively processed.
공간적인 방위 데이터는 MAX232 RS-232 통신 제어기(294)에 의해 개인용 컴퓨터와 같은 사용자 장치에 송신된다.The spatial orientation data is transmitted by the MAX232 RS-232 communication controller 294 to a user device such as a personal computer.
도 11은, 4개의 커패시터 전극(CA, CB, CC및 CD)이 원형의 평평한 회로 기판(302)의 상부 표면에 에칭되는, 6축의 용량적으로 접속된 조이스틱 실시예를 위한 전극 장치(300)를 도시한다. 전극 장치(300)는, 회로 기판(302, 304 및 306)이 서로에 대해 양호하게 상호 수직이 되도록, 회로 기판(302)에 수직으로 장착된 평평한 회로 기판(304)의 대향 표면에 에칭된 두 개의 커패시터 전극(CE및 CF)과, 회로 기판(302 및 304)에 수직으로 장착된 평평한 회로 기판(306)의 대향 표면에 에칭된 두 개의 커패시터 전극(CG및 CH)을 추가로 포함한다. 회로 기판(304 및 306)은 양호하게, 커패시터 전극(CE, CF, CG및 CH)과 대향하는 측 상에 위치한 전도성의 접지 평면을 갖는 양면 기판이다.11 shows an electrode for a six-axis capacitively connected joystick embodiment in which four capacitor electrodes C A , C B , C C and C D are etched to the top surface of a circular flat circuit board 302. The apparatus 300 is shown. The electrode device 300 is etched on opposite surfaces of a flat circuit board 304 mounted perpendicular to the circuit board 302 such that the circuit boards 302, 304 and 306 are well perpendicular to each other. Two capacitor electrodes C E and C F and two capacitor electrodes C G and C H etched on opposite surfaces of the flat circuit board 306 mounted perpendicular to the circuit boards 302 and 304. Include. The circuit boards 304 and 306 are preferably double sided substrates having a conductive ground plane located on the side opposite the capacitor electrodes C E , C F , C G and C H.
도 12는, 2.54 내지 5.0 cm 가량의 직경 범위, 양호하게는 3.8 cm의 직경을 갖는 전기적으로 전도성의 거의 원형 몸체로 형성된 감지기 전극(310)을 도시한다. 선택적으로 감지기 전극은 전기적으로 전도성의 코팅을 갖는 비전도 재질로 형성될 수 있다. 한 쌍의 슬롯(312 및 314)은, 감지기 전극이 단부면(FA, FB, FC및 FD)과 슬롯면(FE, FF, FG및 FH)을 구비하도록, 한 단부에서 서로 수직으로 형성된다. 슬롯(312 및 314)은 0.64 내지 1.27 cm 범위의 폭과 1.9 내지 3.2 cm 범위의 깊이를 갖지만, 양호하게는 0.95cm의 폭과 2.54cm의 깊이를 갖는다. 도 12는 정상 동작 방위로부터 반전된 감지기 전극(310)을 도시한다.FIG. 12 shows a sensor electrode 310 formed of an electrically conductive, nearly circular body having a diameter range of about 2.54 to 5.0 cm, preferably 3.8 cm. Optionally, the sensor electrode may be formed of a nonconductive material having an electrically conductive coating. The pair of slots 312 and 314 are constructed such that the detector electrodes have end faces F A , F B , F C and F D and slot faces F E , F F , F G and F H. At the ends are formed perpendicular to each other. Slots 312 and 314 have a width in the range of 0.64 to 1.27 cm and a depth in the range of 1.9 to 3.2 cm, but preferably have a width of 0.95 cm and a depth of 2.54 cm. 12 shows the sensor electrode 310 inverted from the normal operating orientation.
도 13(평면도)과 도 14(측면도)에 도시된 바와 같이, 전극 장치(300)의 회로 기판(304 및 306)이 보완적으로 감지기 전극(310)의 슬롯(312 및 314) 내에 내장되도록(도 12에서 점선으로 도시), 슬롯(312 및 314)의 크기와 위치가 결정된다. 도 13 및 도 14에 도시된 평형 위치에서 함께 내장될 때, 전극 장치(300)의 커패시터 전극(CA, CB, CC, CD, CE, CF, CG및 CH)은 각 단부면(FA, FB, FC및 FD)과 슬롯면(FE, FF, FG및 FH)으로부터 대략 동일하게 떨어져 위치한다. 물론 전극 장치(300)에 대한 이동 감지 전극(310)은, 각 커패시터 전극과, 감지기 전극(310)상의 가장 근접한 면 사이에서 회전축 및 병진-축 유도 간격에서의 감지 가능한 변화를 야기한다.As shown in FIGS. 13 (top view) and 14 (side view), the circuit boards 304 and 306 of the electrode device 300 are complementarily embedded in the slots 312 and 314 of the sensor electrode 310 ( 12, the size and position of the slots 312 and 314 are determined. When embedded together in the equilibrium positions shown in FIGS. 13 and 14, the capacitor electrodes C A , C B , C C , C D , C E , C F , C G and C H of the electrode device 300 are It is located approximately equally away from each end face F A , F B , F C and F D and the slot face F E , F F , F G and F H. Of course, the movement sensing electrode 310 for the electrode device 300 causes a detectable change in rotational axis and translational-axis induction spacing between each capacitor electrode and the closest face on the sensor electrode 310.
커패시터 전극은, 각 커패시터 전극과 해당 면 사이에서 평행 동작에 대해 최소의 감도를 갖도록, 양호하게 디스크형이고 감지기 전극(310)상의 면의 크기와 비교하여 작은 직경을 갖는다. 커패시터 전극은 양호하게 디스크형이고 0.64cm의 직경을 갖지만, 넓은 범위의 다른 형태의 및 크기도 동작이 가능하다. 전극-감지기 면의 간격 변화가 검출되고, 도 16을 참조하여 설명되는 바와 같이 계산된다.The capacitor electrode is preferably disk-shaped and has a small diameter compared to the size of the face on the sensor electrode 310 so as to have minimal sensitivity to parallel operation between each capacitor electrode and the face. The capacitor electrode is preferably disk-shaped and has a diameter of 0.64 cm, but a wide range of other shapes and sizes are also operable. The change in the spacing of the electrode-sensor surface is detected and calculated as described with reference to FIG.
도 15는, 감지기 전극(310)이 작동기 핸들(322)의 한 단부에 부착되고, 다른 단부에 손잡이(324)가 부착된, 용량 접속된 6축 조이스틱(320)(이후로는 단순히 조이스틱(320)으로 언급)의 양호한 실시예를 도시한다. 감지기 전극(310)은 상술한 스프링, 가로막 또는 블레더중 어느 하나에 의해 전극 장치(300)에 대해 현가될 수 있다.15 shows a capacitively connected six-axis joystick 320 (hereafter simply a joystick 320) with a sensor electrode 310 attached to one end of the actuator handle 322 and a handle 324 attached to the other end. A preferred embodiment). The sensor electrode 310 can be suspended with respect to the electrode device 300 by any of the springs, diaphragms or bladder described above.
그러나, 작동기 핸들(322)과, 이에 의한 감지기 전극(310)은, 유연한 접착제에 의해 일래스토머릭 링(330)의 접촉면(329)에 접착되는 내 측의 외주 장착 면(328)을 갖는 고정된 반구형 덮개(326) 내에 부착된다. 유사한 방법으로, 일래스토머릭 링(330)은 고정된 원형 베이스 판(332)에 접착된다. 일래스토머릭 링(330)은 감지기 전극(310)을 위해 유연한 현가를 제공하고, 또한 전극 장치(300)를 위한 하우징으로 작용한다.However, the actuator handle 322 and thus the sensor electrode 310 are fixed with an inner circumferential mounting surface 328 bonded to the contact surface 329 of the elastomeric ring 330 by a flexible adhesive. It is attached in hemispherical cover 326. In a similar manner, the elastomeric ring 330 is bonded to the fixed circular base plate 332. The elastomeric ring 330 provides a flexible suspension for the sensor electrode 310 and also acts as a housing for the electrode device 300.
전극 장치(300)는 스페이서 장치(336)에 의해 베이스 판(332)의 약간 위에 장착된다. 삽입된 제어기(도 16을 참조로 설명)와 관련된 전자 요소(338)는 베이스 판(332)과 회로 기판(302) 사이의 공간 내에 있는 회로 기판(302)의 하부에 장착된다.The electrode device 300 is mounted slightly above the base plate 332 by the spacer device 336. An electronic element 338 associated with the inserted controller (described with reference to FIG. 16) is mounted to the bottom of the circuit board 302 in the space between the base plate 332 and the circuit board 302.
장치의 여유와 물리적으로 독립된 부품의 전기적인 상호접속을 강조하고, 명쾌하게 도시하기 위하여, 반구형 덮개(326)와 감지기 전극(310)은 전극 장치(300)와 일래스토머릭 링(330)과는 독립적으로 도시되었다. 상술한 바와 같이, 반구형 덮개(326)는 정상적으로 외주 장착 표면(328)에서 일래스토머릭 링(330)상의 접촉 표면(329)에 접착된다. 정상적으로 접촉되었을 때, 반구형 덮개(326)는 도 12 및 도 14에 도시된 바와 같이, 평형 위치 내의 전극 장치(300) 내에 감지기 전극(310)을 보완적으로 내장시킨다. 작동기 핸들(322)은 전극 장치(300)에 대한 감지기 전극(310)의 추가의 위치 설정을 가능케 한다.In order to emphasize and clarify the electrical interconnection of components that are physically independent of the clearance of the device, the hemispherical cover 326 and the sensor electrode 310 are different from the electrode device 300 and the elastomeric ring 330. Shown independently. As described above, the hemispherical cover 326 is normally bonded to the contact surface 329 on the elastomeric ring 330 at the outer circumferential mounting surface 328. When normally in contact, the hemispherical cover 326 complements the sensor electrode 310 in the electrode device 300 in the equilibrium position, as shown in FIGS. 12 and 14. The actuator handle 322 enables further positioning of the detector electrode 310 relative to the electrode device 300.
반구형 덮개(326)는, 유연한 선(342)에 의해 전극 장치(300)와 관련된 접지에 접속된 전기적으로 전도성의 내 측 표면(340)과, 조이스틱(320)을 정전기적으로 차폐시키는 베이스 판(332)을 더 포함한다. 유연한 선(344)은, 도 16을 참조하여 설명한 바와 같이 검출되고 계산되는 전극-감지기 간격에 관련된 신호를 제공하기 위하여, 감지기 전극(310)과 삽입된 제어기를 전기적으로 연결시킨다.The hemispherical cover 326 includes an electrically conductive inner surface 340 connected to the ground associated with the electrode device 300 by a flexible line 342 and a base plate that electrostatically shields the joystick 320. 332). The flexible line 344 electrically connects the sensor electrode 310 and the inserted controller to provide a signal related to the electrode-sensor interval that is detected and calculated as described with reference to FIG. 16.
사용자의 느낌을 고려하여, 반구형 덮개(326)와 일래스토머릭 링(330)의 조합은 감지기 전극(310)의 질량에 대한 +Z-축 방향에서의 개선된 지지력을 작동기 핸들(322)에 제공한다. 더욱이, 작동기 핸들(322)의 편향은 변위에 비례하는 저항을 받는다. 편향력이 손잡이(324)에 가해짐에 따라, 반구형 덮개(326)는 일래스토머릭 링(330)에 압축력, 인장력 및 전단 변형 스트레스를 인가하고, 상기 스트레스는 마찰을 거의 야기하지 않지만, 평형 위치로의 약해진(damped) 복귀력을 제공한다. 사용자의 느낌은, 일래스토머릭 재질, 다공성, 두께, 두로미터(durometer), 직경, 및 일래스토머릭 링(330)에 대한 높이의 적합한 조합을 선택함으로써, 특정 응용에 대해 조정될 수 있다.In consideration of the user's feeling, the combination of the hemispherical cover 326 and the elastomeric ring 330 provides the actuator handle 322 with improved bearing capacity in the + Z-axis direction relative to the mass of the sensor electrode 310. do. Moreover, the deflection of the actuator handle 322 is subjected to a resistance proportional to the displacement. As a biasing force is applied to the handle 324, the hemispherical sheath 326 applies compressive, tensile and shear strain stresses to the elastomeric ring 330, which causes little friction, but in an equilibrium position. Provides a damped return force. The user's feeling can be adjusted for a particular application by selecting a suitable combination of elastomeric material, porosity, thickness, durometer, diameter, and height for the elastomeric ring 330.
조이스틱(320)에 일래스토머릭 링(330)을 사용하는 다른 장점은, 제작 가능성(2차원 재질의 부품으로부터 쉽게 다이 커팅(die cut)되는), 매우 적은 수의 이동 부품으로 인해 개선된 신뢰도 및 감소된 원가, 단순한 조이스틱 장치, 외부의 먼지, 오물 및 오염물로부터 내부 요소의 분리(밀폐), 및 전극 장치(300)에 대한 감지기 전극(310)의 상대적으로 큰 변위의 감지를 포함한다.Other advantages of using the elastomeric ring 330 for the joystick 320 include fabrication possibilities (easily die cut from parts of two-dimensional materials), improved reliability due to very few moving parts, and Reduced cost, a simple joystick device, separation (enclosure) of internal elements from external dust, dirt and contaminants, and sensing of relatively large displacement of the sensor electrode 310 relative to the electrode device 300.
도 16은, 도 15의 조이스틱(320)에 사용하기에 적합한 삽입된 조이스틱 제어기(350)를 도시한다. 신호 발생기(352)는 교류 신호, 양호하게는 8,192 kHz의 12 V 구형파 신호를 어드레스 디코더(354)의 금지(inhibit) 입력에 인가한다. 교류 신호는 양호하게 디지털 클록 신호와 변환된 레벨에 영향을 받지 않고 분기된다. 공전 정전용량 효과 및 전자기 방사의 영향을 최소화시키면서 접속을 최적화시키기 위하여 상부 오디오 주파수 범위가 선호된다 할 지라도, 본 발명에 있어서 넓은 범위의 다른 주파수, 파형 및 진폭도 동작 가능하다.FIG. 16 illustrates an inserted joystick controller 350 suitable for use with the joystick 320 of FIG. 15. The signal generator 352 applies an alternating signal, preferably a 12 V square wave signal at 8,192 kHz to the inhibitor input of the address decoder 354. The AC signal is preferably branched without being affected by the digital clock signal and the converted level. Although the upper audio frequency range is preferred to optimize the connection while minimizing the effects of static capacitance effects and electromagnetic radiation, a wide range of other frequencies, waveforms, and amplitudes are also operable in the present invention.
마이크로프로세서(356)는, 구형파 신호를 어드레스 디코더(254)의 8개의 출력(Q0 내지 Q7)으로 다중화하기 위하여, 어드레스 디코더(354)의 세 개의 어드레스 입력(A1, A2 및 A3)을 제어한다. 출력(Q0 내지 Q7)은 전기적으로 전극 장치(300)의 각 커패시터 전극(CA, CB, CC, CD, CE, CF, CG및 CH)에 연결되고, 상기 전극 장치 각각은 약 12 ms의 소정의 기간 동안 구형파 신호를 순차적으로 수신한다. 물론, 접속된 신호를 효과적으로 측정하기에는 충분히 길지만, 접속된 신호의 실시간 측정을 제공하기에는 충분히 짧은, 시간의 넓은 범위의 기간도 동작 가능하다.The microprocessor 356 controls the three address inputs A1, A2, and A3 of the address decoder 354 to multiplex the square wave signal to the eight outputs Q0 to Q7 of the address decoder 254. Outputs Q0 to Q7 are electrically connected to each capacitor electrode C A , C B , C C , C D , C E , C F , C G and C H of electrode device 300, the electrode device Each sequentially receives a square wave signal for a predetermined period of about 12 ms. Of course, a wide range of time periods can be operated that are long enough to effectively measure the connected signal but short enough to provide real time measurement of the connected signal.
감지기 전극(310)의 관련된 단부면(FA, FB, FC및 FD)과 슬롯면(FE, FF, FG및 FH)은 각각, 전극 장치(300)상의 해당 커패시터 전극에 대한 회전 및 병진-축 유도 간격에 의존하는 구형파 신호의 접속된 양을 수신한다.The associated end faces F A , F B , F C, and F D of the detector electrode 310 and the slot faces F E , F F , F G, and F H , respectively, correspond to the corresponding capacitor electrode on the electrode device 300. Receive a connected amount of square wave signal that depends on the rotational and translational-axis induction interval for.
간격은 다음의 관계에 기초하여 제어기(350)에 의해 결정된다.The interval is determined by the controller 350 based on the following relationship.
병렬 전극 커패시터를 위한 커패시턴스(CS)(pF)는 다음의 수학식으로 표시된다.The capacitance C s (pF) for the parallel electrode capacitor is represented by the following equation.
여기에서 A는 전극의 면적(cm2)이고, e는 유전율(공기에 대해서는 1.0)이고, D는 커패시터 전극 사이의 간격(인치 = 2.54 cm)이다.Where A is the area of the electrode (cm 2 ), e is the permittivity (1.0 for air), and D is the spacing between the capacitor electrodes (inch = 2.54 cm).
수학식 1에서의 모든 계산자는 상수이기 때문에, Cs는 다음 식과 같이 단순화될 수 있다.Since all the calculators in Equation 1 are constants, Cs can be simplified as follows.
여기에서 K = 0.2244 Ae이다.Where K = 0.2244 Ae.
임의의 커패시터(Cs)의 리액턴스(ZS)는 다음 식과 같이 표시된다.The reactance Z S of any capacitor C s is expressed as follows.
여기에서, F는 주파수이다.Where F is the frequency.
수학식 3의 CS를 수학식 2의 K/D로 대체하면, 다음의 식이 얻어진다.When C S in Expression 3 is replaced with K / D in Expression 2, the following expression is obtained.
이것은 평행 판의 커패시터의 리액턴스가 커패시터 전극 사이의 간격(D)에 직접 비례하는 것을 나타낸다.This indicates that the reactance of the capacitors of the parallel plates is directly proportional to the spacing D between the capacitor electrodes.
전극 장치(300)의 커패시터 전극(CA, CB, CC, CD, CE, CF, CG및 CH)과, 감지기 전극(310)의 관련된 단부면(FA, FB, FC및 FD)과 슬롯면(FE, FF, FG및 FH)에 의해 형성된 커패시터에 대해, A는 CA와 FA사이에 형성된 커패시터의 리액턴스와 동일하고, B는 CB와 FB사이에 형성된 커패시터의 리액턴스와 동일하고, ... , H는 CH와 FH사이에 형성된 커패시터의 리액턴스와 동일하다고 하면, 6 자유도를 나타내는 간격은 다음의 식으로 표시된다.Capacitor electrodes C A , C B , C C , C D , C E , C F , C G and C H of electrode device 300, and associated end faces F A , F B of detector electrode 310 For capacitors formed by, F C and F D ) and slot faces F E , F F , F G and F H , A is equal to the reactance of the capacitor formed between C A and F A , and B is C Assuming that the reactance of the capacitor formed between B and F B is equal to ..., H is equal to the reactance of the capacitor formed between C H and F H , an interval representing six degrees of freedom is expressed by the following equation.
여기에서, Xt, Yt, Zt는 X-, Y-, X-축을 따른 병진 운동을 나타내고, Xr, Yr, Zr은 X-, Y- 및 Z-축에 대한 회전운동을 나타낸다.Here, Xt, Yt, and Zt represent translational movements along the X-, Y- and X-axes, and Xr, Yr and Zr represent rotational movements about the X-, Y- and Z-axes.
감지기 전극(310)은 전기적으로 모든 면(FA내지 FH)에 공통이고, 한 끝이 접지된 1,000 pF의 커패시터(358)에 전기적으로 연결된다. 상술한 바와 같이, 전극 장치(300)의 커패시터 전극(CA, CB, CC, CD, CE, CF, CG및 CH)은 순차적으로 구형파 신호를 수신한다, 이 때 선택되지 않는 캐패시터 전극은, 커패시터(358)에 전하를 인가하지 않도록, 접지 전위를 유지한다. 선택된 감지 커패시터의 간격에 의존하는 정전용량 값은 대략 0.03 pF 내지 0.12 pF의 범위이다. 커패시터(358)의 1,000 pF의 값은 양호하게, 공전 정전용량 효과를 최소화하기 위하여, 감지 커패시터의 값보다 비교적 크기 구성된다. 물론, 커패시터(358)는 넓은 범위의 값을 가질 수 있다.The detector electrode 310 is electrically common to all faces F A to F H and electrically connected to a 1000 pF capacitor 358 that is grounded at one end. As described above, the capacitor electrodes C A , C B , C C , C D , C E , C F , C G and C H of the electrode device 300 sequentially receive square wave signals, where the selection The non-capacitor electrode maintains the ground potential so that no charge is applied to the capacitor 358. The capacitance value, depending on the spacing of the selected sense capacitors, ranges from approximately 0.03 pF to 0.12 pF. The value of 1,000 pF of the capacitor 358 is preferably configured to be relatively larger than the value of the sense capacitor, in order to minimize the idle capacitance effect. Of course, the capacitor 358 may have a wide range of values.
커패시터(358) 양단의 입력 전압(Ein)은 다음의 식으로 표시된다.The input voltage Ein across the capacitor 358 is represented by the following equation.
여기에서 Eg는 구형파 신호의 크기이고, Cs는 선택된 감지 커패시터의 값이며, C(358)는 커패시터(358)의 값이다.Where Eg is the magnitude of the square wave signal, Cs is the value of the selected sense capacitor, and C 358 is the value of capacitor 358.
그러나, C(358)는 CS보다 훨씬 크기 때문에, 수학식 6은 같이 근사식이 얻어진다.However, since C 358 is much larger than C S , an approximate equation is obtained as shown in Equation (6).
수학식 7의 CS를 수학식 2의 K/D 로 대체하면, 다음의 식이 얻어진다.Substituting C S in Equation 7 with K / D in Equation 2, the following equation is obtained.
최종 입력 전압(Ein)은 전형적으로 대략 0.6 내지 2.4 mV의 범위이고, 커패시터 간격(D)에 역비례한다.The final input voltage Ein is typically in the range of approximately 0.6 to 2.4 mV and is inversely proportional to the capacitor spacing D.
입력 전압(Ein)은, 8,192 Hz에서 3,000 정도의 결합 이득을 나타내는 피드백 네트워크(364 및 366)를 갖는 AC 접속된 증폭기의 직렬 쌍(360 및 362)에 인가되어, 1.8 내지 7.2 V 범위의 출력 전압(Eout)을 야기한다. 출력 전압(Eout)은 다이오드(368)에 의해 피크가 검출되고, 현저한 리플을 제거하기 위하여 RC 필터 네트워크(370)에 의해 필터링된다.Input voltage Ein is applied to series pairs 360 and 362 of an AC connected amplifier with feedback networks 364 and 366 exhibiting a combined gain of about 3,000 at 8,192 Hz, resulting in an output voltage in the range of 1.8 to 7.2 V. Cause (Eout). The output voltage Eout is peaked by the diode 368 and filtered by the RC filter network 370 to eliminate significant ripple.
최종 피크가 검출된 DC 출력(DCout)은 선택된 감지기 커패시터(Cs)의 값에 비례한다. 그러나, Cs의 값은 전극 간격에 역비례하기 때문에(수학식 2), DCout은 마찬가지로 전극 간격에 역비례한다.The DC output DCout at which the last peak is detected is proportional to the value of the selected detector capacitor Cs. However, since the value of Cs is inversely proportional to the electrode spacing (Equation 2), DCout is inversely inversely proportional to the electrode spacing.
그러므로, 마이크로프로세서(356)는 다음의 기능을 수행하도록 프로그램된다,Therefore, microprocessor 356 is programmed to perform the following functions:
- 어드레스 디코더의 어드레스를 지정함으로써 어느 감지기 커패시터(CA내지 CH)가 측정될 지를 선택,Selecting which detector capacitors C A to C H are to be measured by addressing the address decoder,
- 선택된 감지기 커패시터(Cs)를 위한 DCout의 아날로그-디지털 변환의 수행,Performing an analog-to-digital conversion of DCout for the selected detector capacitor (Cs),
- 다이오드(368)의 순방향 전압 강하를 위한 DCout의 디지털화된 값을 정정,Correct the digitized value of DCout for the forward voltage drop of diode 368,
- 감지기 커패시터 간격을 계산하고, 그 결과를 저장,-Calculate the detector capacitor spacing and save the result,
- 다른 감지기 커패시터의 각각에 대해 상기 단계를 반복,Repeat the above steps for each of the other detector capacitors,
- 전극 장치(300)에 대한, 감지기 전극(310)을 위한 위치 데이터의 세 개의 병진 및 세 개의 회전 세트를 계산, 및Calculating three translations and three rotation sets of position data for the sensor electrode 310, relative to the electrode device 300, and
- RS-232와 같은 적절한 데이터 통신 포맷을 사용함으로써, 위치 데이터의 세트를 개인용 컴퓨터 및 다른 적절한 장치에 통신.Communicating a set of location data to personal computers and other suitable devices by using an appropriate data communication format such as RS-232.
당업자라면, 본 발명이 상술한 것과 다르게 실현될 수도 있음을 인식할 것이다. 예컨대, 작동기 핸들 또는 손잡이는 T형 바(bar), 방아쇠 손잡이 핸들(trigger grip handle) 또는 상부 노브형 핸들(knob-topped handle)의 형태가 될 수도 있다. 조이스틱은 첨가된 버튼 및/또는 스위치를 포함할 수도 있다. 더욱이, 작동기 핸들은, 독립된 스프링이 평형 상태로 복귀되거나 또는 복귀됨이 없이, 편요각-축 방향에서 자유롭게 또는 마찰을 받으면서 회전할 수 있다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced otherwise than as described above. For example, the actuator handle or handle may be in the form of a T-bar, a trigger grip handle or a knob-topped handle. The joystick may include added buttons and / or switches. Moreover, the actuator handle can rotate freely or under friction in the yaw-axis direction, with or without an independent spring returning to equilibrium.
본 발명에서 사용된 X-, Y-, X-, 구름-, 피치- 및 편요각-축 지정은 항공기에서 사용되는 것과 유사하고, 다른 축의 관례 및 방위는 본 발명에 대해서 가능하다.The X-, Y-, X-, cloud-, pitch- and yaw-axis designations used in the present invention are similar to those used in aircraft, and the conventions and orientations of other axes are possible for the present invention.
설명된 물리적인 치수, 크기, 형태 및 간격은 특정 응용의 필요에 부합되도록 폭넓게 변화할 수 있다.The physical dimensions, sizes, shapes, and spacings described can vary widely to suit the needs of a particular application.
유사하게, 삽입된 제어기는 삽입될 필요가 없고, 8비트의 아날로그-디지털 변환이 아닌 다른 변환을 사용할 수 있고, 축 변화율 출력 데이터를 제공하기 위해 프로그램될 수 있고, 기술된 기능을 수행하기 위하여 다양한 요소 및 요소 값과, 동등한 아날로그 및 디지털 회로의 다양한 조합을 사용할 수 있다. 물론, 실질적으로 동일한 결과를 얻기 위하여, 주파수의 다중화, 스캐닝 및 샘플링의 많은 다른 조합이 사용될 수 있다.Similarly, the inserted controller does not need to be inserted, can use conversions other than 8-bit analog-to-digital conversions, can be programmed to provide axis rate output data, and to perform various described functions. Various combinations of elements and element values and equivalent analog and digital circuits can be used. Of course, many other combinations of multiplexing, scanning, and sampling of frequencies can be used to achieve substantially the same results.
공전 신호 및 커패시턴스가 정확하게 감소될 수 있을지라도, 감지기 전극(310)은 신호 발생기(352) 및 커패시터 전극(CA내지 CH)에 의해 구동될 수 있다.Although the idle signal and capacitance can be accurately reduced, the sensor electrode 310 can be driven by the signal generator 352 and the capacitor electrodes C A to C H.
감지기 전극(310)은 외부 전계에 대한 감도를 감소시키고, 제어기(350)와 이에 관련된 회로를 간략히 하기 위하여, 차폐부를 포함할 수도 있다.The sensor electrode 310 may include a shield to reduce sensitivity to an external electric field and simplify the controller 350 and associated circuitry.
전극 간격의 계산에 여유도 및 정확도를 부가하기 위하여, 부가적인 커패시터 전극이 사용될 수 있다.Additional capacitor electrodes can be used to add margin and accuracy to the calculation of electrode spacing.
반구형 덮개(326)와 일래스토머릭(elastomeric) 링(330)은, 압축 스프링, 가로막, 블레더 또는 스프링 현가 기술로서, 임의의 조이스틱 실시예에서 사용될 수 있다.The hemispherical sheath 326 and elastomeric ring 330 may be used in any joystick embodiment as a compression spring, diaphragm, bladder or spring suspension technique.
도 16의 제어기(350)는, 도 10의 제어기(250)에 의해 사용된 구동, 다중화, 필터링, 룩업 테이블, 및 다른 기술을 선택적으로 사용할 수 있고, 제어기(250) 역시 제어기(350)에서의 기술을 선택적으로 사용할 수 있다. 예컨대, 신호 발생기(352)에 의해 생성된 신호는 마이크로프로세서(356)에 의해 생성된 논리 신호로부터 유도될 수 있다. 물론 상기 신호는 특정 응용에 적합한 넓은 범위의 임의의 진폭 및 주파수를 가질 수 있다.The controller 350 of FIG. 16 may optionally use the driving, multiplexing, filtering, lookup tables, and other techniques used by the controller 250 of FIG. 10, and the controller 250 may also be used in the controller 350. Technology can be used selectively. For example, the signal generated by the signal generator 352 can be derived from the logic signal generated by the microprocessor 356. The signal can of course have a wide range of arbitrary amplitudes and frequencies suitable for a particular application.
최종적으로, RS-232 통신 제어기는 마이크로프로세서(356)에 집적될 수 있거나, 또는 병렬 인터페이스, 네트워크 제어기, 전류 루프 배선, 배선의 꼬여진 쌍, 광-파이버 접속, 및 적외선 접속을 포함하는 다양한 상호접속 기술중의 하나로 대체될 수 있다.Finally, the RS-232 communication controller can be integrated into the microprocessor 356 or various interconnections, including parallel interfaces, network controllers, current loop wiring, twisted pairs of wiring, optical-fiber connections, and infrared connections. It can be replaced by one of the connection techniques.
당업자라면, 본 발명의 핵심 원리로부터 벗어남이 없이 상술한 실시예에서 많은 변화가 생성될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 컴퓨터뿐만이 아닌 다른 데이터 입력 응용에도 적용될 수 있다. 그러므로 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 결정된다.Those skilled in the art will recognize that many changes can be made in the above-described embodiments without departing from the core principles of the invention. Thus, the present invention can be applied to other data input applications as well as computers. Therefore, the scope of the present invention is determined by the appended claims.
Claims (27)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/492,655 US5687080A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Multiple axis data input apparatus and method |
US8/4492655 | 1995-06-20 | ||
PCT/US1996/010620 WO1997001149A1 (en) | 1995-06-20 | 1996-06-19 | Capacitively coupled multiple axis data input apparatus and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970708423A KR19990021948A (en) | 1995-06-20 | 1996-06-19 | Capacitively coupled multi-axis data input device and method |
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Country | Link |
---|---|
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IL (1) | IL122657A (en) |
TW (1) | TW300975B (en) |
WO (1) | WO1997001149A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100743867B1 (en) * | 2004-11-09 | 2007-07-30 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | Multi direction input device |
Families Citing this family (120)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6314823B1 (en) * | 1991-09-20 | 2001-11-13 | Kazuhiro Okada | Force detector and acceleration detector and method of manufacturing the same |
US5421213A (en) | 1990-10-12 | 1995-06-06 | Okada; Kazuhiro | Multi-dimensional force detector |
US5889670A (en) | 1991-10-24 | 1999-03-30 | Immersion Corporation | Method and apparatus for tactilely responsive user interface |
US6222525B1 (en) | 1992-03-05 | 2001-04-24 | Brad A. Armstrong | Image controllers with sheet connected sensors |
US6282956B1 (en) | 1994-12-29 | 2001-09-04 | Kazuhiro Okada | Multi-axial angular velocity sensor |
US5687080A (en) * | 1995-06-20 | 1997-11-11 | Ziba Design, Inc. | Multiple axis data input apparatus and method |
US6639581B1 (en) | 1995-11-17 | 2003-10-28 | Immersion Corporation | Flexure mechanism for interface device |
US6704001B1 (en) | 1995-11-17 | 2004-03-09 | Immersion Corporation | Force feedback device including actuator with moving magnet |
US8674932B2 (en) | 1996-07-05 | 2014-03-18 | Anascape, Ltd. | Image controller |
US6184865B1 (en) * | 1996-10-23 | 2001-02-06 | International Business Machines Corporation | Capacitive pointing stick apparatus for symbol manipulation in a graphical user interface |
TW445426B (en) * | 1997-05-10 | 2001-07-11 | Acer Peripherals Inc | Capacitance sensing type pointing device |
US6731267B1 (en) * | 1997-09-15 | 2004-05-04 | Veijo Matias Tuoriniemi | Single touch dual axis input device |
US5911627A (en) * | 1997-10-23 | 1999-06-15 | Logitech, Inc. | Electromagnetic joystick using varying overlap of coils and conductive elements |
US6115030A (en) * | 1997-12-18 | 2000-09-05 | International Business Machines Corporation | Trackpoint device |
US6225980B1 (en) * | 1998-02-06 | 2001-05-01 | Carnegie Mellon University | Multi-functional, rotary dial input device for portable computers |
CA2284954A1 (en) * | 1998-10-21 | 2000-04-21 | Derek Pyner | Game controller |
GB2347990B (en) * | 1998-11-04 | 2003-05-14 | Immersion Corp | Force feedback device including actuator with moving magnet |
US6246391B1 (en) * | 1998-12-01 | 2001-06-12 | Lucent Technologies Inc. | Three-dimensional tactile feedback computer input device |
US6762745B1 (en) | 1999-05-10 | 2004-07-13 | Immersion Corporation | Actuator control providing linear and continuous force output |
US6903721B2 (en) * | 1999-05-11 | 2005-06-07 | Immersion Corporation | Method and apparatus for compensating for position slip in interface devices |
FI112400B (en) * | 1999-05-12 | 2003-11-28 | Nokia Corp | Method for indicating information and pointing device |
US6982696B1 (en) | 1999-07-01 | 2006-01-03 | Immersion Corporation | Moving magnet actuator for providing haptic feedback |
US6480183B1 (en) * | 1999-07-23 | 2002-11-12 | Logitech Europe S.A. | Digital joystick using capacitive sensor |
JP4722252B2 (en) * | 1999-09-22 | 2011-07-13 | 富士通コンポーネント株式会社 | Coordinate input device |
DE20080209U1 (en) * | 1999-09-28 | 2001-08-09 | Immersion Corp | Control of haptic sensations for interface devices with vibrotactile feedback |
EP1146531B1 (en) * | 1999-10-01 | 2005-09-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 5-directional key operation device |
WO2001054111A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Synaptics, Inc. | Capacitive pointing stick |
US7602376B1 (en) | 2000-02-22 | 2009-10-13 | P.I. Engineering, Inc. | Moving dielectric, capacitive position sensor configurations |
US6631303B1 (en) * | 2000-03-24 | 2003-10-07 | Microsoft Corporation | Imaging compensation method for optical pointing devices |
US6445284B1 (en) | 2000-05-10 | 2002-09-03 | Juan Manuel Cruz-Hernandez | Electro-mechanical transducer suitable for tactile display and article conveyance |
AU2000263254A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-08 | Sk Developments Limited | A user input device for a game simulation apparatus |
US6678567B1 (en) * | 2000-06-29 | 2004-01-13 | Rockwell Collins, Inc. | Pilot input device to control direction, altitude, and speed of aircraft |
US7084854B1 (en) | 2000-09-28 | 2006-08-01 | Immersion Corporation | Actuator for providing tactile sensations and device for directional tactile sensations |
US6546957B2 (en) | 2000-12-19 | 2003-04-15 | Caterpillar Inc. | Dual cylinder circuit having a joystick with intuitive control |
JP2002312047A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Alps Electric Co Ltd | Manual input device |
FR2826589B1 (en) * | 2001-06-27 | 2004-07-16 | Olivier Remi Yvon Aresi | DEVICE FOR IMPROVING THE PROGRESSIVITY OF ANALOGUE JOYSTICKS OF GAMES AND COMPUTER CONTROLLERS |
DE10146471A1 (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-17 | 3Dconnexion Gmbh | 3D input device with integrated touchscreen |
JP3934394B2 (en) * | 2001-10-30 | 2007-06-20 | アルプス電気株式会社 | Haptic input device |
JP2003329444A (en) * | 2002-03-07 | 2003-11-19 | Alps Electric Co Ltd | Capacitance type sensor |
EP1514257A4 (en) | 2002-04-12 | 2015-12-30 | Henry K Obermeyer | Multi-axis joystick and transducer means therefore |
WO2004013803A2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-02-12 | Engineering Matters, Inc. | Direct drive controller with haptic feedback |
US6888076B2 (en) * | 2002-11-21 | 2005-05-03 | P.I. Engineering, Inc. | Substantially rigid capacitive joystick designs |
US6937227B2 (en) * | 2003-07-14 | 2005-08-30 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Hand-held pointing device |
JP2005275627A (en) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Rohm Co Ltd | Signal processor |
US20050277470A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Watanachote Susornpol J | Control unit for controlling a sophisticated character |
US10342452B2 (en) * | 2004-07-29 | 2019-07-09 | Medtronic Xomed, Inc. | Stimulator handpiece for an evoked potential monitoring system |
DE102005018275A1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-19 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | operating device |
US7337671B2 (en) | 2005-06-03 | 2008-03-04 | Georgia Tech Research Corp. | Capacitive microaccelerometers and fabrication methods |
US20060290655A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Zippy Technology Corp. | Input device including a multi-direction type scroll wheel |
US20060290665A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Farid Matta | Slide pad notebook pointing device with sealed spring system |
JP2007004705A (en) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | Joy stick device |
JP4546894B2 (en) * | 2005-08-04 | 2010-09-22 | 富士通コンポーネント株式会社 | Tactile information presentation actuator |
KR20070073273A (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-10 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for folder rotation status detection in portable communication terminal |
US7578189B1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-08-25 | Qualtre, Inc. | Three-axis accelerometers |
US20070262959A1 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-15 | Industrial Technology Research Institute | Magnetic joystick |
DE102006034391A1 (en) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Operating device for a hob |
DE102006037526A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-14 | Linde Material Handling Gmbh | Control unit with lever, bearing ball and magnet to control operating functions has sensor located vertically below bearing ball and directly adjacent to it |
DE102007007464A1 (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Preh Gmbh | Operating element for a motor vehicle |
DE102007011065A1 (en) * | 2007-03-07 | 2008-09-11 | Paragon Ag | Operating device with a transmitter arrangement and a receiving arrangement |
DE102007036984A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-08 | Austriamicrosystems Ag | Measuring method, sensor arrangement and measuring system |
EP2183660B1 (en) * | 2007-07-30 | 2019-06-26 | University of Utah Research Foundation | Shear tactile display system for communicating direction and other tactile cues |
US8136421B2 (en) * | 2008-01-10 | 2012-03-20 | Honeywell International Inc. | Gimbal assembly including flexible substrate wiring harnesses |
US8326462B1 (en) | 2008-03-12 | 2012-12-04 | University Of Utah Research Foundation | Tactile contact and impact displays and associated methods |
US20110032090A1 (en) * | 2008-04-15 | 2011-02-10 | Provancher William R | Active Handrest For Haptic Guidance and Ergonomic Support |
DE102008036377A1 (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-11 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Angle sensor arrangement |
WO2010020906A1 (en) * | 2008-08-21 | 2010-02-25 | Nxp B.V. | Method and device for processing signals from a pointing device |
US20100069154A1 (en) * | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Claussen Seth A | Retroactive Compatibility Interactive System and Method Thereof |
US8798956B2 (en) * | 2008-09-30 | 2014-08-05 | Apple Inc. | Method and apparatus for surface sensing input device |
US8610548B1 (en) | 2009-02-03 | 2013-12-17 | University Of Utah Research Foundation | Compact shear tactile feedback device and related methods |
US9870021B2 (en) | 2009-04-15 | 2018-01-16 | SeeScan, Inc. | Magnetic manual user interface devices |
JP5267504B2 (en) | 2009-05-19 | 2013-08-21 | ミツミ電機株式会社 | Operation input device and operation input detection device |
DE102009048494A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Method and device for operating an electrical appliance |
US8698747B1 (en) | 2009-10-12 | 2014-04-15 | Mattel, Inc. | Hand-activated controller |
JP4868051B2 (en) * | 2009-10-23 | 2012-02-01 | ミツミ電機株式会社 | Operation input device and control method thereof |
US8994665B1 (en) | 2009-11-19 | 2015-03-31 | University Of Utah Research Foundation | Shear tactile display systems for use in vehicular directional applications |
US8542105B2 (en) | 2009-11-24 | 2013-09-24 | Immersion Corporation | Handheld computer interface with haptic feedback |
WO2011146668A2 (en) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | Seektech, Inc. | User interface devices, apparatus, and methods |
US10121617B2 (en) | 2010-08-20 | 2018-11-06 | SeeScan, Inc. | Magnetic sensing user interface device methods and apparatus |
WO2012048325A2 (en) | 2010-10-08 | 2012-04-12 | The University Of Utah Research Foundation | A multidirectional controller with shear feedback |
WO2012051357A1 (en) | 2010-10-12 | 2012-04-19 | Mark Olsson | Magnetic thumbstick user interface devices |
WO2012064785A1 (en) | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Mark Olsson | Slim profile magnetic user interface devices |
EP2671129B1 (en) | 2010-12-02 | 2016-03-09 | SeeScan, Inc. | Magnetically sensed user interface apparatus and devices |
WO2012103073A2 (en) | 2011-01-24 | 2012-08-02 | President And Fellows Of Harvard College | Non-differential elastomer curvature sensor |
KR101034743B1 (en) * | 2011-02-01 | 2011-05-17 | 유미옥 | Joystick capable of distinguishing the intensity of user's operation |
JP2012221362A (en) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsumi Electric Co Ltd | Operation input device |
JP5899667B2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-04-06 | ミツミ電機株式会社 | Operation input device and operation device |
US9678577B1 (en) * | 2011-08-20 | 2017-06-13 | SeeScan, Inc. | Magnetic sensing user interface device methods and apparatus using electromagnets and associated magnetic sensors |
CN107300435B (en) | 2011-09-24 | 2019-11-01 | 哈佛大学校长及研究员协会 | Artificial skin and elastic strain sensor |
AT512033B1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-05-15 | Lunatone Ind Elektronik Gmbh | SWITCH |
US10228428B2 (en) * | 2012-03-22 | 2019-03-12 | Stylaero Ab | Method and device for pose tracking using vector magnetometers |
US20130293362A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | The Methodist Hospital Research Institute | Multi-degrees-of-freedom hand controller |
US9797791B2 (en) | 2012-10-27 | 2017-10-24 | President And Fellows Of Harvard College | Multi-axis force sensing soft artificial skin |
US10098585B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-10-16 | Cadwell Laboratories, Inc. | Neuromonitoring systems and methods |
US9690390B2 (en) * | 2013-05-17 | 2017-06-27 | SeeScan, Inc. | User interface devices |
US9638654B2 (en) | 2013-11-25 | 2017-05-02 | Oil States Industries, Inc. | Method and system for health monitoring of composite elastomeric flexible elements |
US10444862B2 (en) | 2014-08-22 | 2019-10-15 | Synaptics Incorporated | Low-profile capacitive pointing stick |
US9354720B1 (en) | 2014-12-23 | 2016-05-31 | Synaptics Incorporated | Low-profile capacitive pointing stick |
US10441881B2 (en) * | 2015-01-09 | 2019-10-15 | Ironburg Inventions Limited | Controller for a games console |
US10527457B2 (en) | 2015-02-27 | 2020-01-07 | Azoteq (Pty) Ltd | Inductance sensing |
US9898095B2 (en) | 2015-06-29 | 2018-02-20 | Synaptics Incorporated | Low-profile capacitive pointing stick |
US10275055B2 (en) | 2016-03-31 | 2019-04-30 | Azoteq (Pty) Ltd | Rotational sensing |
ITUA20163671A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-23 | Iveco Magirus | CONTROL CENTER OF AN AERIAL DEVICE INCLUDING A ROTARY JOYSTICK |
US10198086B2 (en) | 2016-10-27 | 2019-02-05 | Fluidity Technologies, Inc. | Dynamically balanced, multi-degrees-of-freedom hand controller |
DE102016121073A1 (en) * | 2016-11-04 | 2018-05-09 | Behr-Hella Thermocontrol Gmbh | Operating unit for a vehicle |
US9935395B1 (en) | 2017-01-23 | 2018-04-03 | Cadwell Laboratories, Inc. | Mass connection plate for electrical connectors |
US10758817B1 (en) * | 2017-07-19 | 2020-09-01 | Branden Duncan | Game controller |
US10712360B2 (en) | 2017-09-27 | 2020-07-14 | Azoteq (Pty) Ltd | Differential charge transfer based accelerometer |
WO2019084506A1 (en) | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Fluidity Technologies, Inc. | Controller with situational awareness display |
CN111566579A (en) | 2017-10-27 | 2020-08-21 | 流体技术股份有限公司 | Camera and sensor controls for remotely operated vehicles and virtual environments |
EP3701216A4 (en) | 2017-10-27 | 2021-09-22 | Fluidity Technologies, Inc. | Multi-axis gimbal mounting for controller providing tactile feedback for the null command |
KR102560237B1 (en) * | 2017-12-08 | 2023-07-28 | 엘지이노텍 주식회사 | Lens curvature variation apparatus, camera, and image display apparatus including the same |
US11992339B2 (en) | 2018-05-04 | 2024-05-28 | Cadwell Laboratories, Inc. | Systems and methods for dynamic neurophysiological stimulation |
US11253182B2 (en) | 2018-05-04 | 2022-02-22 | Cadwell Laboratories, Inc. | Apparatus and method for polyphasic multi-output constant-current and constant-voltage neurophysiological stimulation |
US11443649B2 (en) | 2018-06-29 | 2022-09-13 | Cadwell Laboratories, Inc. | Neurophysiological monitoring training simulator |
WO2020159433A1 (en) | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Razer (Asia-Pacific) Pte. Ltd. | Inductive joystick |
US11478185B2 (en) | 2019-02-12 | 2022-10-25 | Hill-Rom Services, Inc. | Skin dressing having sensor for pressure ulcer prevention |
GB201909472D0 (en) | 2019-07-01 | 2019-08-14 | Agco Int Gmbh | Joystick |
US11599107B2 (en) | 2019-12-09 | 2023-03-07 | Fluidity Technologies Inc. | Apparatus, methods and systems for remote or onboard control of flights |
US11696633B1 (en) | 2022-04-26 | 2023-07-11 | Fluidity Technologies Inc. | System and methods for controlling motion of a target object and providing discrete, directional tactile feedback |
US11662835B1 (en) | 2022-04-26 | 2023-05-30 | Fluidity Technologies Inc. | System and methods for controlling motion of a target object and providing discrete, directional tactile feedback |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3270260A (en) * | 1963-11-18 | 1966-08-30 | Measurement Systems Inc | Stick-operated diaphragm control |
SE367868B (en) * | 1972-10-26 | 1974-06-10 | Ericsson Telefon Ab L M | |
IT1165233B (en) * | 1979-09-25 | 1987-04-22 | Fiat Ricerche | SIX DEGREE FREEDOM TRANSDUCER PARTICULARLY FOR ROBOTS |
IT1129409B (en) * | 1980-03-07 | 1986-06-04 | Fiat Ricerche | SIX DEGREE TRANSDUCER OF FREEDOM TO CONVERT INTO ELECTRIC SIGNALS THE FORCES AND MOMENTS APPLIED TO A MOBILE BODY PARTICULARLY TO THE MOBILE ARM OF A ROBOT |
FR2516296A1 (en) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Sovitec Sa | Multi-directional Hall-effect circuit board switch - has four-axis joystick-action shaft, carrying magnet, which inclines in four directions |
US4462015A (en) * | 1982-02-04 | 1984-07-24 | Yishay Netzer | Electromagnetic pick-off control handle |
US4459578A (en) * | 1983-01-13 | 1984-07-10 | Atari, Inc. | Finger control joystick utilizing Hall effect |
JPS6226532A (en) * | 1985-07-19 | 1987-02-04 | リチヤ−ド エル.ジエンキンス | Isometric controller |
NL8602697A (en) * | 1986-10-27 | 1988-05-16 | Huka Bv Developments | JOYSTICK. |
US4825157A (en) * | 1988-05-16 | 1989-04-25 | Mikan Peter J | Hall-effect controller |
US4952919A (en) * | 1989-04-06 | 1990-08-28 | Tektronix, Inc. | Trackball mechanism |
US5128671A (en) * | 1990-04-12 | 1992-07-07 | Ltv Aerospace And Defense Company | Control device having multiple degrees of freedom |
EP0555282B1 (en) * | 1990-11-01 | 1996-09-11 | Queen Mary And Westfield College | Data input device having more than two degrees of freedom |
US5687080A (en) * | 1995-06-20 | 1997-11-11 | Ziba Design, Inc. | Multiple axis data input apparatus and method |
-
1995
- 1995-06-20 US US08/492,655 patent/US5687080A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-18 US US08/666,619 patent/US5786997A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-19 EP EP96921707A patent/EP0835495A1/en not_active Ceased
- 1996-06-19 TW TW085107402A patent/TW300975B/zh active
- 1996-06-19 WO PCT/US1996/010620 patent/WO1997001149A1/en not_active Application Discontinuation
- 1996-06-19 AU AU62852/96A patent/AU6285296A/en not_active Abandoned
- 1996-06-19 JP JP9503938A patent/JP2000501206A/en active Pending
- 1996-06-19 IL IL12265796A patent/IL122657A/en not_active IP Right Cessation
- 1996-06-19 KR KR1019970708423A patent/KR19990021948A/en not_active Application Discontinuation
-
1998
- 1998-07-24 US US09/122,490 patent/US5959863A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100743867B1 (en) * | 2004-11-09 | 2007-07-30 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | Multi direction input device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW300975B (en) | 1997-03-21 |
US5786997A (en) | 1998-07-28 |
AU6285296A (en) | 1997-01-22 |
WO1997001149A1 (en) | 1997-01-09 |
US5687080A (en) | 1997-11-11 |
IL122657A (en) | 2001-01-11 |
US5959863A (en) | 1999-09-28 |
JP2000501206A (en) | 2000-02-02 |
IL122657A0 (en) | 1998-08-16 |
EP0835495A1 (en) | 1998-04-15 |
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